復分析視覺化方法 筆記 解析拓展

2021-09-06 16:42:49 字數 1266 閱讀 5399

先看乙個解析拓展的例子。

f(z)=1/(1-z)

將其在z=0作級數展開,得到f(z)=1+z+z2+...,收斂域|z|<1。

將其在z=-1作級數展開,得到f(z)=1/2[1+(z+1)/2+(z+1)2/2+...],收斂域|z+1|<2。

這樣,z=-1處的展開式將z=0處的展開式從|z|<1「拓展」到了|z+1|<2。

為了得到乙個函式對某區域的解析拓展,乙個辦法是將該函式對區域的一段邊界作對映,方法如下:

1. 將(定義域)區域外的點對邊界作反射,反射後的點在區域裡了(角度反向);

2. 反射後的點現在可代入原函式;

3. 將上述step 2的函式值對值域邊界作反射(角度再次反向,於是成為共形對映)。

我們從對實軸反射開始,一步步過渡到對任意邊界。

第一步:

上式中,等式左邊是新構造出的解析函式,其定義域p*是原解析函式定義域p對實軸的反射。我們首先對p*中的數z取共軛得到z*,z*必在p中。於是f(z*)必在q中。因此對f(z*)再取共軛得到的f*(z)必在q*中。

當然,上述文字中的p與p*即使有交集,我們也不能就說f*(z)是f(z)的解析拓展;因為在p和p*相交的區域內,f(z)和f*(z)未必相等。但是在特定情況下,f*(z)確實可以成為f(z)的解析拓展。讓我們繼續。

第二步:

上述情況中的實軸可以推廣為一般直線——

第三步:

如果f不是將直線對映為直線,而是將圓周對映為實軸會怎樣?

第四步:

上式中,待對映的函式f+(z)定義在圓周外;於是1/z在圓周內。假定f(1/z)將1/z對映到上半平面,那麼f(1/z)的共軛[f(1/z)]*就在下半平面。這樣,z和1/z關於圓周對稱,而f(z)和f+(z)關於實軸對稱。

第五步:

「z越過k的反射」是指z關於k的對稱點。

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