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1、第五章 解析函数的洛朗展式与孤立奇点,第一节 解析函数的洛朗展式第二节 解析函数的孤立奇点第三节 解析函数在无穷远点的性质,形如的级数称为双边幂级数,第一节解析函数的罗朗展式,1 双边幂级数,正则部分是幂级数,故收敛圆对于主要部分,可作代换,成为一幂级数它的收敛区域为,因此当 时,两者有公共的收敛区域即圆环:。在此圆环内有,定理5.1设双边幂级数的收敛圆环为,则(1)(5.1)在内绝对收敛且内闭一致收敛于(2)在内解析(3)级数在内可逐项求导任意次。,2、解析函数的罗朗展式 定理5.2(罗朗定理)在圆环内解析的函数必可展开成双边幂函数 其中 且展式唯一,定义5.1(5.2)称为在点的罗朗展式,
2、(5.3)称为其罗朗系数,而(5.2)右边的级数则称为罗朗级数。注意 泰勒级数是罗朗级数的特殊情形。,例5.1 将函数在下列三个区域内(1)圆(2)圆环(3)圆环内求的罗朗展式。,解:首先,()在圆内,()在圆环 内 有故,()在圆环上故,3、孤立奇点邻域内的罗朗展式定义5.2 若在奇点的某一去心邻域内解析,则称为 的一个孤立奇点。,若为的一个孤立奇点,则必存在数,使在的去心邻域 内可展成罗朗级数。,例5.2 求在其孤立奇点的去心邻域内的罗朗展式。,解:有两个奇点和。在的(最大)去心邻域内,在的(最大)去心邻域内,5.2解析函数的孤立奇点,孤立奇点的分类可去奇点、极点、本性奇点。,定义5.3
3、设是的孤立奇点,(1)若主要部分为0,则称是的可去奇点 f(z)。(2)若主要部分为有限多项,则称是的 极点,此时主要部分的系数必满足 此时称 为 极点阶级点,亦称为级极点。若主要部分有无限多项,则称是f(z)的本性奇点。,2、可去奇点的判断定理5.3 设为的孤立奇点,则下述等价:(1)在的主要部分为0;(2)()在点的某去心邻域内有界。,证:(1)(2)由(1)有 因此,(2)(3)即例1.27(3)(1)考虑主要部分的系数其中可任意小,故,极点定理5.4 若以点为孤立奇点,则下述等价(1)是级极点,即主要部分为,()在点的去心邻域内有 且解析且()以为级零点。,定理5.5 的孤立奇点为极点
4、的充分必要条件是,5、本性奇点定理5.6 的孤立奇点为本性奇点的充分必要条件是,定理5.7 若为之一本性奇点,且在点的充分小去心邻域内不为零,则亦必为的本性奇点。如:为的本性奇点,亦为的本性奇点。,6、毕卡定理定理5.8 若为的本性奇点,则对任意数(可以是),都有一个收敛于的点列使,定理5.9(毕卡大定理)若为的本性奇点,则对每一个,除掉可能一个值外,必有趋于的无限点列 使,第三节解析函数在无穷远点的性质,定义5.4 设函数在无穷远点(去心)邻域内解析,则称为的一个孤立奇点。,作变换于是函数在去心邻域内解析。即是的一孤立奇点,依此可规定的类型。,定义5.5 若为的可去奇点、级极点或本性奇点,则
5、我们相应地称为的可去奇点、级极点或本性奇点。,类似于有限孤立奇点的分类,可依在的主要部分的项数对进行分类。主要部分为,例5.6 求出(1)()的奇点(包括),并确定其类别,解:(1)以为可去奇点,为一级极点为非孤立奇点(因是的聚点),(2)令,得该函数的所有奇点为,是一级极点,是非孤立奇点,因是的聚点。至于应是可去奇点。,例5.7 若在内解析,且不恒为零,又若有一列异于但却以为聚点的零点,试证必为的本性奇点。,证:是的孤立奇点,且不能是可去奇点,若不然,令 则在内解析且由假设有以为聚点的一列零点。由零点的孤立性,必恒为0,这与题设矛盾。,其次也不能是的极点,否则有,使当时,这亦与题设矛盾。故只能是的本性奇点。,