2.1 复变数函数|数学物理方法

数学物理方法 · 2.1 复变数函数
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第二章 / 2.1

复变数函数

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01 从一个平面映到另一个平面

复函数 的输入和输出各有两个实坐标。写 、,就相当于两个实二元函数:

例如 给出 、。 给出 。 也确实是复函数,只是它的值都落在非负实轴上;“复函数”不代表“一定含虚数值”,更不代表“一定解析”。

单值与一一不是同一件事 单值说每个输入只给一个输出。 是单值的,但 与 都映成1,所以在全平面不是一一映射。求逆时出现平方根的两个值,正是这个原因。教材中的“多值函数”可先理解为一个输入对应多个候选值的关系;要讨论解析性,通常必须先选单值分支。

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02 求像集:代数消元与模角变换各有用途

对 ,直线 满足 ,消去 :

所以它变成开口向左的抛物线。 时不能除以 ,应单独代入:,像为非正实轴。类似地, 变为开口向右的抛物线。

如果原集合已经由半径和角度描述,就用极坐标。教材的上半圆环

经平方后满足 、,像为沿正实轴割开的圆环。正实轴不能补回去,因为取得那里的值要求原点在被排除的实轴上。

图 2-1 平方映射使半径平方、角度加倍
ReIm0z:1 < r < 2,0 < θ < πθ平方ReIm02θw:1 < ρ < 4沿正实轴割开,不能补回端点不含在原区域内,因此像区域仍保留一条缺口。

半径平方:ρ=r²;角度加倍:φ=2θ。

做题模板 先写变换关系,再保留所有参数范围,消元或变换模角,最后检查是否漏点。只求出一个曲线方程而不检查参数覆盖范围,可能把半条曲线写成整条。

来源、编排与掌握要求

依据用户提供的严镇军《数学物理方法》扫描本第二章整理;正文印刷页24—44,章末习题45—47。扫描PDF文件页序等于印刷页码加6。按原书节序覆盖各主题,以重新讲解、推导主线和例题说明组织,未逐字复制原文。自编检查题与原书习题分开编号,原书题号可在本章习题路线中查找;本文件不声称是全部原书习题的逐题答案册。

第一轮优先掌握能独立做题所需的概念、步骤和适用条件;背景、证明及拓展均说明用途和暂缓深究的边界。第二章含8道自编检查题及完整解析。公式与SVG内嵌,可离线阅读;屏幕答案默认折叠,打印时自动展开。整理日期:2026年10月15日。