2.3 导数和解析函数的概念|数学物理方法

数学物理方法 · 2.3 导数和解析函数的概念
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第二章 / 2.3

导数和解析函数的概念

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05 差商为什么比实函数要求强

复导数定义为

是复数,既能沿实轴,也能沿虚轴或曲线趋零,所以差商必须沿所有方向趋同一个值。

可导的正例 ,差商为 ,不依赖路径,故处处可导。不可导的反例 ,差商为 ,沿实轴等于1,沿虚轴等于 ,处处不可导。

教材 的例子同理:沿实方向差商为1,沿虚方向差商为 。实常数 时处处不可导; 时恰好变回 。

图 2-2 不同方向的差商必须趋于同一个数
ReIm0h=th=ith=t(1+i)实轴差商 = t → 0虚轴差商 = it → 0任意路径:差商=h→0统一控制所有方向,才证明导数存在;两个方向一致还不够。

z²在全平面解析。

必须理解的意义 复可导时

前一章已经知道“乘同一个复数”代表统一的旋转和缩放。因此局部不同方向的变化必须协调,不能在水平方向伸一倍、竖直方向伸三倍还称作复可导。 时一阶变换退化,不能据此谈保持角度。

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06 某一点可导,与某一点解析隔着一个邻域

在 可导只问 一个点的差商。在 解析 要求存在整个小圆盘,里面每一点都可导。在区域 内解析,要求 中处处可导。全平面解析也叫整函数。

典型反例是 。在0的差商为 ,所以 ;但在非零点不满足下一节的柯西—黎曼条件。因此它只有一个可导点,处处不解析,包括0也不解析。

题目问法决定答案 “求可导点”允许得到孤立点或一条曲线;“求解析域”必须得到开集,不能把一条线或两个点称作解析区域。

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07 导数运算法则与定义域一起写

确认可导后,和差、积、商、复合的求导法则与实变量相同。商法则仍需分母不为零;反函数法则需所选局部反函数有意义且原函数导数不为零。

例如

教材假设 。若 ,有限平面需排除 ;若 ,则 ,它是一次函数,全平面解析。这种边界情况不能照抄 。

第一轮不必反复证的部分 常数、幂、多项式的求导可由差商和二项式公式证明一次。之后用运算法则,并主动标出例外点。真正的新难点是含 、 或直接以 给出的函数,应转向下一节。

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。