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时间:2019-03-08
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1、第一章复数与复变函数§1.2复变函数三、复变函数的极限与连续性(一)极限定义(1)设wfz=()在区域D内有定义,zD∈且zzD+∆∈.若极限.00(2)若f()z在区域D内处处可导,则称f()z在D内可导.注:(1)∆→z0即zzz+∆→的方式是任意的.00(2)f()z在z处可导⇔∀>ε0,∃>δ0,当0
2、
3、<∆4、→z0从而,f()z在z处可导,且f′()2zz=.又由z的任意性,可得所证.n+nn−1一般地,f()zz=(n∈z)在复平面内处处可导,且()zn′=z.(二)连续性1、定义若lim()fzfz=(),则称函数f()z在点z处连续.00zz→0如果函数f()z在区域D内的每一点处连续,则称函数f()z在D内连续,或称f()z为D内的一个连续函数.注:(1)f()z在点z处连续⇔∀>ε0,∃δ>0,当5、6、zz−<δ时,有fzfz()−<()ε;0001(2)记∆=wfzzfz()+∆−(),则f()z在点z处连续⇔lim∆=w0。000∆→z02、性质:定理3函数f()zu7、xyivxy=+(,)(,)在点zxi=+y处连续的充分必要条件是uxy(,)000与vxy(,)都在点(,)xy处连续。002222例如,因为uxy=+ln()在除原点外的复平面内处处连续,而vxy=−在复平面内处处连续,从而2222f()ln(zx=++−yi)(xy)在复平面内除原点外处处连续。2同理,f()zxi=+y在复平面内处处连续。f()z定理4(1)设f()z、gz()都在z处连续,则f()zgz±()、f()()zgz⋅、(gz()0≠)00gz()在z处也连续;0(2)设ζ=gz()在点z处连续,wf=()ζ在点ζ=gz()处连续,则复合函数000wfgz8、=[()]在点z处也连续。0注:①有理整函数(即多项式)2nPz()=++++aazaz?az012n在复平面内处处连续;有理分式函数Pz()Rz()=(其中Pz()、Qz()都是多项式)Qz()在复平面内除使分母Qz()0=的点外处处连续。②f()z在曲线C上点z处连续指的是:0lim()fzfz=(),zC∈;0zz→0③在闭曲线C或包括端点在内点曲线段C上连续的函数f()z在曲线C上是有界的,即∃>M0,∀zC∈,有9、()10、fzM≤。2例2、证明:argz在原点及负实轴上处处不连续。证:(1)argz在原点处无定义从而不连续。(2)在负实轴上任取一点z,则0当动点z沿上11、半平面内曲线C(如图所示)趋于z时,argz→π。10而当动点z沿下半平面内曲线C(如图所示)趋于z时,argz→−≠ππ。20故limargz不存在,从而argz在点z处不连续。又由z的任意性知,argz在负实轴上处处不连续。00zz→0综上所述,原命题成立。yzC1argzz0OxargzC2z作业P66-672(1,2);3(1,3);48;10(1,2)3
4、→z0从而,f()z在z处可导,且f′()2zz=.又由z的任意性,可得所证.n+nn−1一般地,f()zz=(n∈z)在复平面内处处可导,且()zn′=z.(二)连续性1、定义若lim()fzfz=(),则称函数f()z在点z处连续.00zz→0如果函数f()z在区域D内的每一点处连续,则称函数f()z在D内连续,或称f()z为D内的一个连续函数.注:(1)f()z在点z处连续⇔∀>ε0,∃δ>0,当
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6、zz−<δ时,有fzfz()−<()ε;0001(2)记∆=wfzzfz()+∆−(),则f()z在点z处连续⇔lim∆=w0。000∆→z02、性质:定理3函数f()zu
7、xyivxy=+(,)(,)在点zxi=+y处连续的充分必要条件是uxy(,)000与vxy(,)都在点(,)xy处连续。002222例如,因为uxy=+ln()在除原点外的复平面内处处连续,而vxy=−在复平面内处处连续,从而2222f()ln(zx=++−yi)(xy)在复平面内除原点外处处连续。2同理,f()zxi=+y在复平面内处处连续。f()z定理4(1)设f()z、gz()都在z处连续,则f()zgz±()、f()()zgz⋅、(gz()0≠)00gz()在z处也连续;0(2)设ζ=gz()在点z处连续,wf=()ζ在点ζ=gz()处连续,则复合函数000wfgz
8、=[()]在点z处也连续。0注:①有理整函数(即多项式)2nPz()=++++aazaz?az012n在复平面内处处连续;有理分式函数Pz()Rz()=(其中Pz()、Qz()都是多项式)Qz()在复平面内除使分母Qz()0=的点外处处连续。②f()z在曲线C上点z处连续指的是:0lim()fzfz=(),zC∈;0zz→0③在闭曲线C或包括端点在内点曲线段C上连续的函数f()z在曲线C上是有界的,即∃>M0,∀zC∈,有
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10、fzM≤。2例2、证明:argz在原点及负实轴上处处不连续。证:(1)argz在原点处无定义从而不连续。(2)在负实轴上任取一点z,则0当动点z沿上
11、半平面内曲线C(如图所示)趋于z时,argz→π。10而当动点z沿下半平面内曲线C(如图所示)趋于z时,argz→−≠ππ。20故limargz不存在,从而argz在点z处不连续。又由z的任意性知,argz在负实轴上处处不连续。00zz→0综上所述,原命题成立。yzC1argzz0OxargzC2z作业P66-672(1,2);3(1,3);48;10(1,2)3
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