Производная функций комплексного переменного.
Определение. Производной от однозначной функции w = f(z) в точке z называется предел:
Определение. Функция f(z), имеющая непрерывную производную в любой точке области D называется аналитической функцией на этой области.
Правила дифференцирования функций комплексного аргумента не отличаются от правил дифференцирования функций действительной переменной.
Аналогично определяются производные основных функций таких как синус, косинус, тангенс и котангенс, степенная функция и т.д.
Производные гиперболических функций определяются по формулам:
Вывод правил интегрирования, значений производных основных функций ничем не отличается от аналогичных операций с функциями действительного аргумента, поэтому подробно рассматривать их не будем.
Условия Коши – Римана.
(Бернхард Риман (1826 – 1866) – немецкий математик)
Рассмотрим функцию комплексной переменной , определенную на некоторой области и имеющую в какой – либо точке этой области производную
Стремление к нулю Dz®0 может осуществляться в следующих случаях:
1)
2)
В первом случае:
Во втором случае:
Тогда должны выполняться равенства:
Эти равенства называются условиями Коши – Римана, хотя еще раньше они были получены Эйлером и Даламбером.
Теорема. Если функция имеет производную в точке
z = x + iy, то ее действительные компоненты u и v имеют в точке (х, у) частные производные первого порядка, удовлетворяющие условию Коши – Римана.
Также справедлива и обратная теорема.
На основании этих теорем можно сделать вывод, что из существования производной следует непрерывность функции.
Теорема. Для того, чтобы функция была аналитической на некоторой области необходимо и достаточно, чтобы частные производные первого прядка функций u и v были непрерывны на этой области и выполнялись условия Коши – Римана.