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複變函式的積分

文章目錄

一、複變函式積分的概念

學習目標

  • 會用引數法計算復積分
  • 記住 c f ( z
    ) d z = c ( u +
    i v ) ( d x + i d y ) = c u d x v d y + i c v d x + u d y \int_cf(z)dz=\int_c(u+iv)(dx+idy)=\int_cudx-vdy+i\int_cvdx+udy
  • 記住 z z 0 = r d z ( z z 0 ) n + 1 = { 2 π i n = 0 0 n 0 \oint_{|z-z_0| =r}\frac{dz}{(z-z_0)^{n+1}}=\begin{cases} 2\pi i &n=0 \\ 0 & n\neq 0\end{cases}

1、引數法計算復積分

    例題1:計算 c z d z \int_czdz ,其中 C C 為從原點到點 3 + 4 i 3+4i 的直線段.

    直線的方程可寫作 x = 3 t y = 4 t 0 t 1 x=3t,y=4t,0\leq t\leq 1 z = 3 t + i 4 t 0 t 1 z=3t+i4t,0\leq t\leq 1 C C 上, z = ( 3 + 4 i ) t d z = ( 3 + 4 i ) d t z=(3+4i)t,dz=(3+4i)dt . 於是 c z d z = 0 1 ( 3 + 4 i ) 2 t d t = ( 3 + 4 i ) 2 0 1 t d t = 1 2 ( 3 + 4 i ) 2 . \int_czdz=\int^{1}_{0}(3+4i)^2tdt=(3+4i)^2\int^{1}_{0}tdt=\frac{1}{2}(3+4i)^2.
    例題2:計算積分 c z z d z \oint_c\frac{\overline{z}}{|z|}dz 的值,其中 C C z |z| 的正向圓周

     z = r e i θ z=re^{i\theta} ,則 z = r e i θ \overline{z}=re^{-i\theta} d z = i r e i θ d θ dz=ire^{i\theta}d\theta
所以 c z z d z = 0 2 π r e i θ r i r e i θ d θ = i r 0 2 π d θ = 4 π i \oint_c\frac{\overline{z}}{|z|}dz=\int^{2\pi}_{0}\frac{re^{-i\theta}}{r}·ire^{i\theta}d\theta=ir\int^{2\pi}_{0}d\theta=4\pi i

二、柯西-古薩(C-G)基本定理

學習目標

  • 記住柯西-古薩基本定理的內容,並會靈活運用

        柯西-古薩基本定理:如果函式 f ( z ) f(z)