复分析入门:复变函数的解析性

复分析研究复平面上的函数,是数学中最优美的分支之一。

解析函数

函数 f:CCf: \mathbb{C} \to \mathbb{C} 在点 z0z_0 解析,若其在该点可微。

柯西-黎曼方程

f(z)=u(x,y)+iv(x,y)f(z) = u(x,y) + iv(x,y),则 ff 解析当且仅当:

ux=vy,uy=vx\frac{\partial u}{\partial x} = \frac{\partial v}{\partial y}, \quad \frac{\partial u}{\partial y} = -\frac{\partial v}{\partial x}

柯西积分定理

ff 在单连通域 DD 内解析,γ\gammaDD 内闭曲线,则:

γf(z)dz=0\oint_\gamma f(z) dz = 0

留数定理

用于计算复积分和实积分,在物理学中应用广泛。

示例

计算 11+x2dx\int_{-\infty}^{\infty} \frac{1}{1+x^2} dx

复分析为量子力学、流体力学等提供了强大工具。