正則函數

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正則函數又稱全純函數、解析函數,屬於高等數學中的函數,可展開為冪級數的(實變)函數,稱為正則函數,上述定義還適合於複變函數。通常,正則函數是對複變函數定義的:在定義區域內處處可微的復變(復值)函數,稱為正則函數。

定義


正則函數
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正則函數亦稱全純函數或解析函數,是解析函數論的主要研究對象,對於定義於複平面上區域 內的復變數z的單值函數,如果它在D內的每個點 的一個鄰域內都可以用 的冪級數表示,則稱 在D內解析,外爾斯特拉斯(K.(T.W.)Weierstrass)從冪級數出發,建立了解析函數的級數理論,如果在 內的每個點z處,極限
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(稱為函數 在z點的導數)都存在,柯西(A.-L.Cauchy)稱在D內是解析的,這兩個定義是等價的。函數 在D內解析的另一個等價條件是:在 內的每一個點 處存在連續偏導數,並且滿足柯西-黎曼方程(或稱柯西-黎曼條件):
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這個條件有時簡稱C-R條件或稱達朗貝爾-歐拉條件,函數f(z)在區域D內解析的第四個等價條件是莫雷拉定理。

性質定理


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性質1函數 在域D內每一點具有導數,而且導數 在D內為連續。
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性質2 在域D中,函數 的實部 (於此, ),)和虛部 具有一次連續偏導數
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它們在D內滿足恆等條件
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性質3這項性質預先假定了函數 在域D內為連續;下面,我們把它用兩種不同方式( 和 )敘述出來,這兩種方式等價。
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:無論對於域D內的任何兩點 和b,沿D內從 到b所引的(有限長)曲線C所取的積分 與積分的路徑無關,而僅與函數 和始點a及終點b有關;
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:對於域D內的任何(有限長)閉曲線,沿這曲線所取的積分 等於0。
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性質4 對於域D內的任何一點a,函數 在點a可展成一冪級數。詳言之:對於域D內的任何一點a,存在一列係數 (與a有關),使得級數
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在某一圓 (圓的半徑R與a有關)內收斂,且其和等於。
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性質5 函數 在域內每一點具有導數。
對於與柯西同時的人黎曼(B.Riemann,1826一1866)來說(他與柯西無關地在德國奠定了複變函數論的基礎),出發點就是關係
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這在後來通行叫作“柯西一黎曼條件”(或歐拉一達朗貝爾條件)。
對於比較靠近20世紀的德國學者魏爾斯特拉斯(K.Weierstrass,1855--1897)來說(他除了幾個其他的數學科目之外,並對複變函數論建立起堅實的基礎),出發點是可以展開成冪級數這種性質(性質4)。
最後,從近代的數學方法論的觀點來看,在建立複變函數論的時候,採用解析函數的積分性質(性質3)可能有很大的優越性,這是因為在很快得出柯西積分之後,就可以從它進而導出可微分性,以及可以展成冪級數性等。