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文档简介

1、幂级数之和在收敛圆内部为解析函数.,在实数域中,任意阶导数都存在的实变函数可以展开为泰勒 级数,而解析函数的任意阶导数都存在,自然可以期望把解析 函数展开为复变项的泰勒级数。,定理:,设f(z)在以z0为圆心的圆CR内解析,则对圆内的任意z点 f(z)可展为幂级数,其中,为圆CR内,包含z且与CR同心的圆。,、解析函数以幂级数展开问题,证明:,如图,为避免涉及在圆周CR上级数的,收敛或者发散问题,作比CR小,但包含z且与 CR同心的圆周,应用柯西公式得,下面我们把 展开为幂级数,且展开式以z0为中心,,右边第二个式子可得,代入(1)可得,(1),代入,然后逐项积分可得,根据柯西公式,上式就是以

2、z0为,中心的泰勒级数,下面证明以上得到的泰勒级数是唯一的,如果另有一个以z0为中心的不同于上面的泰勒级数,则有,令zz0,得,然后求导一次,令zz0,可得,然后求导一次,令zz0,可得,依次进行下去,可得到与前完全一样的展开式,这样就证明了 解析函数可以展开为唯一的泰勒级数,泰勒级数与解析函数有 密切的关系。,例1,在z00的邻域上把 展开,解:,函数 的各阶导数,并且有,由此可以写出 在z00的邻域上的泰勒级数,由,可知泰勒级数的收敛半径为无限大,只要z,是有限的,则泰勒级数就是收敛的!,例2,在z00的邻域上把 展开,解:,的前四阶导数是,往后依次重复,二、解析函数展为泰勒级数举例:,在

3、z00处,f1(z)和前四阶导数的值是,由此可以写出sinz在z00的邻域上的泰勒级数,同样也可求得其收敛半径为无限大!,同理可求得cosz在z00的邻域上的泰勒级数为,可求得其收敛半径为无限大!,例3,在z01的邻域上把 展开,解:,多值函数f(z)lnz的支点在,而现在的展开中心,z01不是支点,在它的邻域上,各个单值分支相互独立,各自 是一个单值函数,可按照单值函数的展开方法加以展开。,展开系数计算如下:,由泰勒展开的公式我们 可以写出lnz在z01的 邻域上的泰勒级数如下:,同时可求得其收敛半径为1,则有,在上述展开式中,n0的那个单值分支叫做lnz的主值,例4,在z00的邻域上把 展开,解:,(m不是整数),先计算展开系数,由此我们可以写出 在z00的邻域上的泰勒级数,可求得收敛半径为1,由此可得,其中,这许多单值分支中,n0,即1m1的这个分支叫做主值,同时也是指数为非整数的二项式定理,复变函数的泰勒级数和实变函数的运算法则 一样,但要注意复数运算和实数运算的异同, 在计算的时候,考虑全面!

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