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复分析可视化方法:笔记:解析拓展

为了得到一个函数对某区域的解析拓展,一个办法是将该函数对区域的一段边界作映射。

第一步:

上式中,等式左边是新构造出的解析函数,其定义域P*是原解析函数定义域P对实轴的反射。我们首先对P*中的数z取共轭得到z*,z*必在P中。于是f(z*)必在Q中。因此对f(z*)再取共轭得到的f*(z)必在Q*中。

当然,上述文字中的P与P*即使有交集,我们也不能就说f*(z)是f(z)的解析拓展;因为在P和P*相交的区域内,f(z)和f*(z)未必相等。但是在特定情况下,f*(z)确实可以成为f(z)的解析拓展。让我们继续。

第二步:

上述情况中的实轴可以推广为一般直线——

第三步:

如果f不是将直线映射为直线,而是将圆周映射为实轴会怎样?

第四步:

上式中,待映射的函数f+(z)定义在圆周外;于是1/z在圆周内。假定f(1/z)将1/z映射到上半平面,那么f(1/z)的共轭[f(1/z)]*就在下半平面。这样,z和1/z关于圆周对称,而f(z)和f+(z)关于实轴对称。

第五步:

“z越过K的反射”是指z关于K的对称点。