- •Основные определения и понятия.
- •Элементарные функции комплексных переменных.
- •§2. Дифференцирование и интегрирование функций комплексных переменных.
- •1. Производная функции комплексных переменных.
- •2. Условия Коши-Римана.
- •§3. Аналитические функции.
- •Интеграл по контуру от функции комплексных переменных.
- •Интегральная формула Коши.
- •Бесконечная дифференцируемость аналитических функций. Интегральные формулы для производных.
- •§4. Ряды в комплексной области.
- •Интегральная теорема Коши.
- •Интеграл с переменным верхним пределом и неопределенным интегралом.
- •§5. Комплексная форма ряда Фурье. Интеграл Фурье.
- •Объединим 3 формулы: (2). Коэффициент - амплитуда.
- •Тригонометрическая и вещественная формы интеграла Фурье.
- •Тригонометрическая форма преобразования Фурье. Sin – и Cos – преобразования Фурье.
2. Условия Коши-Римана.
Теорема
(необходимые условия дифференцирования).
Пусть функция
дифференцируема в точке
.
Тогда функции
имеют частные производные в точке
удовлетворяют следующим условиям:
.
Условия (*) называются условиями Коши-Римана.
Доказательство.
Пусть
.
Какую бы не выбрали траекторию
отношение
будет стремится к одному и тому же числу.
Выберем 2 траектории.
(действительная ось)
(мнимая ось)
.
.
Сравнивая вещественные и мнимые части первого и второго уравнения получаем условие Коши-Римана.
Пример.
1-ое
условие не выполняется
не дифференцированная.
Замечание (достаточное условие дифференцирования).
Можно
доказать, что если функции
имеют непрерывные частные производные
в точке
удовлетворяющие условиям Коши-Римана.
.
Дифференцированы в точке
.
Это условие и является достаточным.
§3. Аналитические функции.
Функция комплексной переменной называется аналитической в точке , если она дифференцирована в и в некоторой ее окрестности. Функция аналитическая в каждой точке области D, называется аналитической в D (или аналитическая на D).
Если функция аналитическая в , то эта точка называется правильной точкой функции. Если же функция не аналитическая в , но аналитическая в выколотой окрестности, то такая точка называется особой точкой данной функции.
Пример.
,
точка
особая точка, остальные правильные.
Пусть
-
аналитическая в области D,
причем
дважды непрерывно дифференцируемы в
области D. Запишем
условия Коши-Римана.
.
Продифференцируем первое по x,
второе по y:
.
Такое
уравнение называется уравнением
Лапласа. Функции, которые удовлетворяют
уравнения Лапласа называются
гармоническими. Аналогично,
если продифференцировать первое по y,
второе по x, то получим.
Что и функция
-
также является гармонической.
Гармонические
функции
,
удовлетворяющие условиям Коши-Римана
называются сопряженными.
Можно доказать следующее утверждение. Всякая гармоническая функция является вещественной, мнимой частью некоторой аналитической функции.
Интеграл по контуру от функции комплексных переменных.
Пусть
в некоторой области
определена
,
непрерывна и однозначна. Пусть в области
задана кусочно-гладкая, ориентированная
прямая l. Разобьем ее
на n частей.
Ч
ерез
-
длину каждого участка кривой. На каждом
участке кривой выберем точку
.
Составим интегральную сумму
,
если существует конечный предел
,
где
,
который не зависит от способа разбиения
кривой на части и выбора точки
,
то он называется интегралом от
по l:
.
Если
функцию
представить в виде:
и
,
то
.
Если
кривая l задана
параметрически
и
.
.
Пример.
;
Г:
Основные свойство контурных интегралов.
Линейность
.
.
Аддитивность
Если
,
причем
=1
точка, то
.
Оценка величины модуля интеграла
Пусть
,
L- длина прямой l,
тогда
.
