本篇介紹一個跟數分中不太一樣的部分,就是多值函數以及其解析分支,在下面的内容中主要會以定義、定理和例題為主,對之前内容的複習較少。
- 基本定義
- 複變函數中的指數函數和對數函數
- 解析函數的對數解析分支
- 解析函數n次方根的解析分支
- 複變函數中幂函數
- 複變函數中的三角函數
基本定義
指數函數和對數函數
有如下性質
- 若 則
- 若 ,這時複變中的指數函數和數分中的指數函數一緻
-
- 在複平面上解析
-
- 是以 為基本周期的周期函數
對于指數函數還有三個注
- 無極限
- 僅是記号沒有幂的意義
- 數分中的微分中值定理不能推廣到多值函數中
對數函數的定義
對數函數的性質
-
- 對數函數 的定義域為
-
關于對數函數還有一個注
- 不成立
解析函數的對數解析分支
如果
的點确定
,則滿足
的單值解析分支
也就唯一确定了
且其解析分支有如下形式:
對數函數的解析分支 該解析分支可以表示為:
多值輻角函數的連續分支 注意到該連續分支還有如下的表示形式
由這個例題可以引出如下推論
解析函數n次方根的解析分支
對于複平面上函數
有
連續函數為n次方根的解析分支的判定定理 幂函數
兩個性質
幂函數的解析分支 對于複平面上的函數
有以下的分類結果
- 當 是正整數 時, 是單值函數
- 當 時, 是n值函數
- 當 是有理數時,即 有 是q值函數
- 當 是無理數或者複數時,有 是無窮多值函數
三角函數
正弦函數和餘弦函數 -
- 當z為實數時,與數分中的正弦和餘弦函數的定義一緻
- 在整個複平面解析,
- 正弦函數是奇函數,餘弦函數是偶函數,并服從三角恒等式
- 都是以 為基本周期的周期函數
- 的零點為
- 的零點為
- (歐拉公式在複平面的推廣)
正切、餘切、正割和餘割 -
-
- 正切,餘切的基本周期為 ;正割,餘割的基本周期
雙曲函數 雙曲正弦,
雙曲正弦
雙曲正切,
雙曲餘切
注:它們都是解析函數且都是以
為基本周期
反三角函數 反三角函數的定義
反三角函數的性質