- •§1. Комплексные числа и действия над ними
- •1.Понятие комплексного числа. Действия над комплексными числами
- •2. Геометрическая интерпретация комплексного числа.
- •3. Комплексная плоскость как метрическое пространство
- •§2.Последовательности комплексных чисел. Предел последовательности
- •§3. Расширенная комплексная плоскость
- •§4. Функции комплексного переменного
- •1. Комплексно-значные функции действительной переменной
- •3.Функции комплексного переменного
- •2. Кривые на комплексной плоскости
- •§5. Предел и непрерывность функции комплексного переменного
- •1. Предел функции комплексного переменного
- •2.Непрерывность функции комплексного переменного
- •§6. Геометрическая интерпретация функции комплексного переменного
- •§7.Дифференцирование функции одной комплексной переменной
- •1.Производная функции комплексной переменной
- •2. Необходимые и достаточные условия
- •3. Понятие аналитической функции
- •4. Гармонические функции
- •5. Восстановление аналитической функции
- •6. Геометрический смысл аргумента и модуля производной
- •7. Понятие о конформном отображении
- •§8. Простейшие элементарные функции комплексной переменной
- •1. Линейная функция
- •2. Дробно-линейная функция
- •3.Многочлен
- •4. Показательная функция
- •5. Тригонометрические функции
- •6. Гиперболические функции
- •7. Области однолистности аналитических функций. Обратные функции
- •8. Степенная функция и радикал
- •9. Логарифмическая функция
- •10. Общие степенная и показательная функции
- •§9. Интегрирование функций комплексного переменного
- •1.Понятие интеграла
- •2.Вычисление интеграла от функции комплексного переменного
- •3.Основные свойства интеграла от функции комплексного переменного
- •§10. Интегральная теорема Коши
- •§11. Первообразная
- •§12. Интегральная формула Коши и ее следствия
- •1. Интегральная формула Коши
- •2. Бесконечная дифференцируемость аналитической функции
- •3. Теорема Морера
- •4. Теорема о среднем
- •5. Принцип максимума модуля аналитической функции
7. Понятие о конформном отображении
Определение. Отображение w=f(z) называется конформным (т.е. сохраняет форму) в точке , если оно сохраняет углы между кривыми и обладает свойством постоянства растяжения окрестности точки.
Как мы
установили, всякое отображение,
устанавливаемое посредством аналитической
функции f(z)
является конформным во всех точках,
где
.
Определение. Отображение называется конформным в области, если оно конформно в каждой точке этой области.
Определение.
Конформное отображение, при котором
направление отсчета углов сохраняется,
называется конформным
отображением Ι
рода.
Конформное отображение, при котором
направление отсчета углов меняется на
противоположное, называется конформным
отображением ΙΙ
рода
(например
).
Можно
показать, что всякое отображение,
устанавливаемое с помощью функции,
значения которой является сопряженными
со значениями аналитической функции,
есть конформное отображение ΙΙ
рода (
),
где f(z)-
аналитическая функция).
Если
функция w=f(z)
аналитическая в точке
и
,
то отображение с помощью функции w=f(z)
может и не быть конформным отображением
в точке
.
Пример
1.
.
Р
ассмотрим
2 кривые 1
и 2,
проходящие через точку z0=0,
углы наклона касательных в точке z0=0:
,
,
0<
<
<
,
.
При
отображении w=z2
они перейдут в кривые с углом наклона
в точке
:
,
,
,
т.е. в точке
не
сохраняется угол между кривыми.
Следовательно, в этой точке отображение
w=z2
не является конформным.
Пример
2.
Рассмотрим отображение
,
при
.
.
Следовательно, отображение конформно
.
Например, в точке z=2
,
,
,
.
Значит, кривые, проходящие через точку
z=2
не поворачиваются и растягиваются в 9
раз. Если z=i,
то
,
,
.
Следовательно, кривые, проходящие через
т. z=i
поворачиваются на угол
и растягиваются в 6 раз.
§8. Простейшие элементарные функции комплексной переменной
1. Линейная функция
Определение. Линейной функцией называется функция вида
, (1)
где а, b- комплексные постоянные.
Эта
функция определена
,
.
Следовательно, если
,то
линейная функция производит конформное
отображение всей плоскости комплексного
переменного. При этом касательные ко
всем кривым поворачиваются на один и
тот же угол Arga,
а растяжение во всех точках равно
.
Если a=1,
то
,
значит, растяжение и поворот отсутствуют.
В этом случае получаем w=z+b.
Это отображение осуществляет сдвиг
всей плоскости на вектор
.
В общем
случае, переходя к показательной форме
записи комплексного числа
,
получим
.
Следовательно, линейное отображение
является композицией трех геометрических
преобразований:
- поворот
на угол
вокруг точки О;
- подобие
с коэффициентом r;
-
параллельный перенос на вектор
.
Подойдем
с другой стороны. Найдем число с,
такое что
.
Отсюда, т.к.
,
то
.
Значит, при
(и
)
отображение (1) сводится к повороту всей
плоскости вокруг точки
на угол
с последующим растяжением относительно
этой точки в
раз, (т.е. подобие с центром в точке
и коэффициентом подобия
).
