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复分析 部分题型整理(一)
2023-07-25 21:31:49 】 浏览:27
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断更博主上线!挑战2天学完复分析(2/2)

Ch1 复数与复变函数

1.1 复数的定义及其运算

证明复数不等式

合理利用三角不等式(命题1.1.4,p3)

1.2 复数的几何表示

求几何图形对应的复数方程

  • 习题1.2.14
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用复数证明几何定理

(感觉不是很重要,就不上图了)

  • 例1.2.1
  • 例1.2.2

1.3 扩充平面和复数的球面表示

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用球面表示求距离/证明性质

貌似都是爆算……

Ch2 全纯函数

2.1 复变函数的导数

2.2 C-R 方程

研究函数可微性

法1:用定义

  • 习题2.1.1

法2:用实可微 + C-R方程(\(\Leftrightarrow \frac{\partial f}{\partial \overline{z}}=0\)

  • 例2.2.5
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  • 例2.2.6
    研究函数\(f(z)=e^{-|z|^2}\)
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证明是/不是调和函数

法1:用定义
法2:用 \(u\in C^2(D),\Delta u=4\frac{\partial ^2 u}{\partial z \partial \overline z}\)

2.4 初等全纯函数

单值解析分支存在性

定理image
(PPT 4,5 - P6)
定理:如果D是不包含原点和无穷远点的单连通域,那么Logz在D上有单值全纯分支。(PPT 4,5 - P9,书本 P54)

根号多值函数的单值解析分支问题

定理image

单值解析分支求值

法1:已知一个值,利用简单路径辐角求其他值

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法2:直接计算

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共形映射区域变换

  • 例2.4.5
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  • 例2.4.6
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2.5 分式线性变换

区域变换

法1:利用边界

  • 例2.5.11
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  • 习题2.5.3
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    充分性:利用该映射把实轴映为实轴,找 \(z_1,z_2,z_3\rightarrow w_1,w_2,w_3\) 直接算出分式线性变换,再利用唯一性。

法2:利用对称点

  • 例2.5.15
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  • 例2.5.16
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  • 例2.5.17
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法3:找对应点,待定系数

  • 习题2.5.20
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法4:结合共形映射和分式线性变换(不知道怎么归类捏)

  • 习题2.5.17
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  • 习题2.5.18
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Ch3 全纯函数的积分表示

3.1 复变函数的积分

计算积分

运用下列公式:

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  • (换元法,Green 公式)
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  • (换元法,长大不等式,利用 \(\frac{dz}{(z-a)^n}\) 的积分公式)
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  • (恰当形式)
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3.2 Cauchy 积分定理

计算积分

判断:单连通域;全纯函数;(导数连续;)可求长闭曲线。

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3.4 Cauchy 积分公式

计算积分

利用 Cauchy 积分公式及其导数形式,把大的闭合曲线用 Cauchy 积分定理转换为小的包含奇点的曲线。

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选取合适的曲线,可以在曲线上做极限运算等。

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3.5 Cauchy 积分公式的一些重要推论

可以运用的重要推论:

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证明整函数是常值函数

结合分式线性变换化为“有界整函数”,运用 Liouville 定理。
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证明域上的连续函数全纯

运用 Morera 定理,讨论曲线的性质。

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    (事实上要作逼近,但是太烦了不如省略!)(溜)

Ch4 全纯函数的 Taylor 展开及其应用

4.1 Weierstrass 定理

证明级数内闭一致收敛

利用 Weierstrass 定理:image
注意闭集的性质(最大模),和 内闭一致收敛 \(\Leftrightarrow\) 在域中任何闭圆盘上收敛。

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4.2 幂级数

利用已知级数求给定级数

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    (最后一步反证法)

4.3 全纯函数的 Taylor 展开

求 Taylor 展开式

法1:利用 Taylor 展开定理
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法2:利用反函数的展开求反 / 导数的展开积分

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证明函数全纯

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4.4 辐角原理和 Rouche 定理

求零点个数

法1:利用 Rouche 定理
注意选取函数 \(f(x),g(x)\),记得做必要的放缩。

  • 例4.4.12
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  • 例4.4.13
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法2:利用辐角原理
先取简单闭曲线,证明简单闭曲线上没有零点,再计算围绕简单闭曲线走一圈的辐角变化,用辐角原理解零点个数。

  • 例4.4.14
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法3:利用 Hurwitz定理

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把数学量转化为辐角

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与定理4.4.4相关的推论

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4.5 最大模原理和 Schwarz 引理

Schwarz 引理和分式线性变换的应用

可以使用的定理:

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关键是灵活选取分式线性变换!(哭死,我不会)

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全纯自同构的应用

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    分类讨论。当内部没有零点的时候,由最大模定理,是常函数 \(e^{i\theta}\);当内部有零点的时候,设零点 \(a_1,...,a_t\) 重数分别为 \(k_1,...,k_t\) ,先运用 \(a_1\) 的全纯自同构 \(\varphi_{a_1}\),得到
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  • (利用了最大模定理的证明思想)
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Ch5 全纯函数的 Laurent 展开及其应用

5.1 全纯函数的 Laurent 展开

求函数的 Laurent 展开

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  • (先解出具体表达式,确定全纯的圆/圆环)
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5.2 孤立奇点及其分类

  • 可去奇点 \(\Leftrightarrow\) 函数在点附近有界
  • 极点 \(\Leftrightarrow\) 倒数函数的零点
  • m 阶极点 \(\Leftrightarrow\) 倒数函数的 m 阶零点 \(\Leftrightarrow\) 展开式全纯部分最低 -m 阶
  • 本性奇点 \(\Rightarrow\) Weierstrass + Picard
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5.3 整函数与亚纯函数

没太能 get 到题型,大家鉴赏一点题目吧(

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5.4 留数定理 / 残数定理

计算留数

法1:乘以 \((z-a)^n\),运用求导

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法2:一重极点 + 分式型

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法3:本性奇点或易于展开的形式:直接展开

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计算积分

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5.5 利用留数定理计算定积分

\(\int_{-\infty}^\infty f(x)dx\) 型积分

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\(\int_{-\infty}^\infty R(\cos\theta,\sin\theta)d\theta\) 型积分

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嘛玩意儿啊,其他两类先不整理了(

5.6 整亚纯函数的部分分式展开 & Mittag-Leffler定理

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意外地发现 zgy 这张 PPT 的文本框旋转了一点 0 0

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应用公式(1)-(3)解题

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    题解略。都利用了上面的公式拼凑想要的式子,因此核心在于记忆公式。

5.7 无穷乘积

略显简单,只需要用定义 + 等价条件即可。

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5.8 函数项无穷乘积与典型乘积

证明存在满足取值条件的函数

构造(可待定系数) + 证明(收敛)

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证明某函数 = 某级数

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5.9 \(\Gamma\) 函数的无穷乘积定义

牢记几条重要公式:

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    \(\Gamma\) 函数是阶乘的推广)
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5.10 Stirling 公式和 \(\Gamma\) 函数定义的等价性

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Ch6 调和函数初步和全纯开拓

6.1 调和函数基本性质

TODO

6.3 Poisson 公式 & 6.4 Schwarz 定理

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运用公式解题

就嗯套公式……

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运用 Schwarz 定理进行延拓 / 证明调和

参见 6.5 节定理的证明方式

6.5 Schwarz对称开拓原理

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利用对称开拓原理解题

核心思路都是选取合适的开拓原理在某一步开拓,但开拓都是为证明全局服务 0 0

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