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3.1.3 复积分的性质在线视频

下一节:§3.1.1 复积分的概念

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3.1.3 复积分的性质课程教案、知识点、字幕

欢迎来到复变函数课堂

这一讲我们将介绍

复积分的简单性质

假如f(z)和g(z)

是逐段光滑的曲线

C上面连续的函数

那么类似于数学分析中

定积分包括重积分

我们关于被积函数有下面

两条性质

第一个就是k*f再作积分

就等于f先作积分再乘以k

这是数乘的性质

第二个就是f±g之后再作积分

就等于f作积分加上或减去

g再作积分 这两个合到一起

就称为复积分的线性预算性质

另外一方面呢

因为在积分里面还有积分路径

在这里如果题给的路径C

正好是由两条逐段光滑的曲线

C1 C2顺次连接

或者叫首尾连接而成的

那么我们就会得到沿着C的积分

正好可以写成C1的积分

再加上沿着C2的积分

这叫积分路径的可加性

它有点类似于

分析中的区域可加性

第四个是积分的有向性

就是如果沿着C的反向作积分

那么这时候就等于沿着C的正向

作积分的相反数

这个很容易理解

因为我们用参数方程

去计算的时候

那么你反向

它的转化的那个定积分

上下限就要互为相反的

所以它的值也量互为相反数

这一块相对而言比较简单

跟数学分析的积分性质是一致的

下面我们再看 在复变函数论中

因为函数没有大小的概念

复数也没有大小的概念

我们可以给出积分的估值

就是看一下它模长的大小比较

那么这个性质有点像数学分析中

所谓的积分的绝对值

不会超过绝对值的积分

那么在复变中呢

这个绝对值就是模长

也就是说沿着C f(z)积分的模长

是不会超过f(z)模长

沿着C作积分

当然由于这边同时取模长

我们还要把dz取上模长

而dz的模长呢

正好是dx^2+dy^2的

算术方根

而dx^2+dy^2开算术方根呢

正好是弧微圆

也就是弧长的微圆

所以我们就得到这样一个五式

也就是积分的模长不会超过

模长关于弧长的积分

这是积分估值

那么如果要得到第五式

就说怎么证明呢 其实也很简单

大家知道这个是有限和

在积分定义的时候

第二部 求和 那么这个有限和呢

我们就知道

和的模长不会超过模长的和

然后这两边一取极限

就得到了五式

这里面如果我们把f沿着C

它的模长取到了上界 记成大M

那么我们就可以利用积分估值

得到这个积分的模长

不会超过模长的积分

而这个模长的上界是大M

当然了这个剩下的呢

是关于弧长的积分

那如果C的弧长记成L

那结果就是整个积分的模长

不会超过f沿着C的边界

沿着C的这个模长的上界

乘以C的长度

这个证明当然也是

直接在这个模长不等式两边

取极限就可以了

所以这个定理我们称之为

积分估值定理

这也是在第一节里面

我们会遇到的另外一个题型

就是除了计算积分

还有一种是估算积分

在估算的时候需要注意

一方面估算f沿着C模长的上界

当然这有时候可以直接

利用不等式放缩

有时候需要用到参数方程

化为这个实的函数去作估计

下面我们来看一个

关于积分估值的例子

在这里被积函数是1/z^2

积分路径是连接i到2+i的直线段

那么积分估值的方法

有一种叫直接法

也就是我们直接把f(z)的模长

给估算出来

然后再求积分路径的弧长

如果你不容易直接估算的话呢

就可以考虑间接的

用参数方程的方法

把被积函数换成参数形式

可能估算起来比较方便

这一题我们就用参数方程的方法

由于C是连接两点的直线段

我们知道 连接z0到z1的直线段

可以写成1-t*z0

加上t*z1

t的范围是从0到1的

这样一个参数方程

那这里的z0就是i 1-t*i

z1就是2+i*t就可以了

t的范围是0到1

这时候我们就可以把z化简为

2t+i 把它沿着C代入

大家看到1/z^2

沿着C当然是连续的

所以这个积分是有意义的

而且f(z)就是1/z^2

沿着C的模长

我们来考虑它的上界 确界

或者是模长的上界

正好就可以把z代进去

z是2t+i 取它的模长平方

是4t^2+1

然后这个放到分母上

整个这个式子

它的上界就比较容易看了

由于这个是平方项

所以只能整个式子不能超过1

这样的话我们就估算出

积分估值中的大M了

剩下的当然是1到2+i的弧长了

那大家看 弧长是2

所以由定理3.2

我们就可以得到这个积分的模长

是不会超过2乘以1的

这就证明这样一个积分估值

不等式

这里我们采取的是参数方程

估计的方法

下面我们看一下

能不能直接用估值的方法

当所给的这个被积函数

它容易用不等式放缩

我们也可以不用参数方程

来证明积分估值的不等式

像这样一个题目

大家看被积函数是

z^2-a^2

那如果a要等于0

那正好是1/z^2

这样一个被积函数

那这时候沿着z的模长等于r呢

它恰好是重要积分中的n=2

所以这时候积分值是0

这个是自动成立的

如果a不是0

那么我们就利用积分估值的性质

也就是说积分的模长

不会超过模长的积分

然后这里大家需要留意

这个地方是不会超过

这边要小于 这边直接把z^2

换成z模长的平方

a^2换成a模长的平方

这个不等式你要思考一下

为什么是这样

然后我们就可以直接把这个

写成ds 那这个是常数

提到前面去

而这个以0为心

以r为半径的圆周它的弧长

当然就是周长 就是2πr

所以就证明了这样一个例题3.4

所给的不等式

下面大家注意一个事实

好像前面讲的函数的线性运算

路径的可加与方向性

以及积分的不等式

就是积分模长的不等式

跟数学分析中相关的性质

完全是一样的

那是不是分析中的其它结果

都可以搬过来呢

我们在前面讲过

微分中值定理是不成立的

那么我们现在对于积分而言

一样的 积分中值定理

也不可以推广到复变函数上来

大家看一下 对于这个函数

0到2π上

我关于e的iθ的作积分

按照欧拉公式 积分值是0

那你发现呢

e的iθ如果成立2π-0

这个θ在0到2π内不管取什么值

就是取成e的iζ ζ怎么取值

这个结果都不是0

所以我们就看到这个

积分中值定理对于这样一个函数

是不成立的

另外一方面需要注意的就是

从z1连到z2的直线段

它的参数方程就是

1-t*z1+t*z2

t是基于0到1的

这个怎么推导呢

实际上是把这个直线段上

任意点z-z1

就和z2-z1是平行的

所以就等于t*z2-z1

直接写出来就可以了

好 关于复变函数积分的

初等性质 我们就讲这些

谢谢

复变函数课程列表:

第1章 复数与复变函数

-1.1 复数

--1.1.1 复数域与复平面

--1.1.2 复数的模长与辐角

--1.1.3 复数的表示方法

--1.1.1 复数域与复平面

--1.1.2 复数的模长与辐角

--1.1.3 复数的表示方法

--电子教案

--延伸阅读

--延伸阅读

--延伸阅读

--1.1 作业测试

-1.2 复平面上的点集

--1.2 复平面上的点集

--1.2 复平面上的点集

--电子教案

--延伸阅读

--延伸阅读

--1.2 作业测试

-1.3 复变函数

--1.3.1 复数与复变函数

--1.3.1 复数与复变函数

--电子教案

--延伸阅读

--1.3 作业测试

-1.4 复球面与无穷远点

--1.4.1 复球面与无穷远点

--1.4.1 复球面与无穷远点

--电子教案

--延伸阅读

--延伸阅读

--1.4 作业测试

-1.5 本章导学

--导学视频

--导学课件

-1.6 小结与测试

--本章测试

第2章 解析函数

-2.1 解析函数的概念与柯西-黎曼方程

--2.1.1 解析函数

--2.1.2 解析函数的判别 第一讲

--2.1.3 解析函数的判别 第二讲

--2.1.2 解析函数的判别 第一讲

--2.1.3解析函数的判别 第二讲

--电子教案

--延伸阅读

--延伸阅读

--2.1 作业测试

-2.2 初等解析函数

--2.2.1 指数函数

--2.2.2 三角函数与双曲函数

--2.2.1 指数函数

--2.2.2 三角与双曲函数

--电子教案

--延伸阅读

--延伸阅读

--延伸阅读

--2.2 作业测试

-2.3 初等多值函数

--2.3.1 根式函数一

--2.3.2 根式函数二

--2.3.1 根式函数一

--2.3.2 根式函数二

--电子教案

--延伸阅读

--延伸阅读

--延伸阅读

--2.3 作业测试

-2.4 本章导学

--导学视频

--导学课件

-2.5 小结与测试

--本章测试

第3章 复变函数的积分

-3.1复积分的概念及其简单性质

--3.1.1 复积分的概念

--3.1.2 复积分的计算

--3.1.3 复积分的性质

--§3.1.1 复积分的概念

--§3.1.2 复积分的计算

--§3.1.3 复积分的性质

--电子教案

--3.1 预习测试

--3.1 作业

--延伸阅读

-3.2柯西积分定理

--3.2.1 柯西积分定理

--3.2.2 不定积分

--3.2.3 柯西积分定理推广1

--3.2.4 柯西积分定理推广2

--3.2.1 柯西积分定理1

--3.2.2 不定积分

--3.2.3 柯西积分定理——柯西积分定理的推广1

--3.2.4 柯西积分定理——柯西积分定理的推广2

--电子教案

--作业测试

--3.2 作业1

-3.3柯西积分公式及其推论

--3.3.1 柯西积分公式及其推论

--3.3.2 柯西积分公式及其推论

--3.3.3 解析函数无穷次可微性

--3.3.4 柯西不等式与刘维尔定理

--3.3.1柯西积分公式

--3.3.2柯西积分公式推论1

--3.3.3解析函数无穷次可微性

--3.3.4柯西不等式与刘维尔定理

--电子教案

--3.3 预习测试

--3.3 作业1

-3.4解析函数与调和函数的关系

--3.4.1 相关概念与关系

--3.4.2 解析函数与调和函数的关系

--3.4.1 相关概念与关系

--3.4.2 解析函数与调和函数的关系

--电子教案

--3.4 预习测试

--3.4 作业

-3.5本章导学

--第三章导学视频

--导学课件

-3.6小结与测试

--复习小结

--本章测试

第4章 解析函数的幂级数表示法

-4.1复级数的基本性质

--4.1.1复数项级数

--4.1.1 复数项级数

--电子教案

--作业测试

--4.1作业

--延伸阅读

-4.2幂级数

--4.2幂函数

--教学课件

--电子教案

--作业测试

--4.2 作业

--延伸阅读

-4.3解析函数的泰勒展式

--4.3.1泰勒定理

--4.3.1泰勒定理

--电子教案

--4.3 预习测试

--4.3 作业

--延伸阅读

-4.4解析函数零点的孤立性及唯一性定理

--4.4.1 解析函数零点的概念与判定

--4.4.2 解析函数零点的孤立性及唯一性h

--4.4.3 最大模原理与解析函数的独特性

--4.4.1 解析函数零点的概念与判定

--4.4.2 解析函数零点的孤立性及唯一性h

--4.4.3 最大模原理与解析函数的独特性

--电子教案

--4.4 预习测试

--4.4 作业

--延伸阅读

-4.5本章导学

--第四章导学视频

--第四章导学课件

-4.6小结与测试

--复变函数第四章复习小结

--第四章测试

第5章 解析函数的洛朗展式与孤立奇点

-5.1 解析函数的洛朗展式

--5.1.1 解析函数的洛朗展式

--5.1.1解析函数的洛朗展式

--5.1 解析函数的洛朗展式

--5.1 电子教材

--5.1 预习测试

--5.1 作业

--5.1 延伸阅读

-5.2 解析函数的孤立奇点

--5.2.1 孤立奇点的分类

--5.2.2 可去奇点

--5.2.3 极点

--5.2.4 本质奇点

--5.2 ppt

--5.2 电子教案

--5.2.1 预习测试

--5.2.2 作业1

--5.2.3 作业2

--5.2.4 作业3

--5.2 延伸拓展

-5.3 解析函数在无穷远点的性质

--5.3.1 解析函数在无穷远点的性质

--5.3.1 解析函数在无穷远点的性质

--5.3 电子教案

--5.3.1预习测试

--5.3.2 作业

--5.3 延伸阅读

-5.4 整函数与亚纯函数的概念

--5.4 整函数与亚纯函数

--5.4 整函数与亚纯函数

--5.4 电子教案

--5.4.1 预习测试

--5.4 延伸阅读

-5.5 本章导学

--第五章 导学视频

--第五章 导学课件

-5.6 小结与测试

--第五章 学习指导

--第五章测试

第6章 留数理论及其应用

-6.1 留数

--6.1.1 留数定义

--6.1.2 留数定理

--6.1.3 无穷远点处的留数

--6.1 PPT

--6.1 电子教案

--6.1.1 预习测试

--6.1.2 作业1

--6.1.3 作业2

--6.1 延伸阅读

-6.2 用留数定理计算实积分

--6.2 留数定理计算实积分

--6.2 用留数定理计算实积分

--6.2 电子教案

--6.2.1 作业1

--6.2.2 作业2

--6.2 延伸阅读

-6.3 幅角定理及其应用

--6.3.1 辐角原理及其应用

--6.3.2 辐角原理及其应用

--6.3 PPT

--6.3 电子教案

--6.3 作业

--6.3 延伸阅读

-6.4 本章导学

--第六章导学视频

-6.5 小结与测试

--复变函数第六章复习小结

--第六章测试

第7章 *共形映射

-7.1 解析变换的特性

--7.1 解析变换的特性

-7.2 分式线性变换

--7.2 分式线性变换

-7.5 智慧课堂参赛课程

--7.5 PPT与电子教案

--7.5 课前讨论

--7.5 学习指导

--7.5 课上抢答与随堂测试

--7.5 留数的定义及求法作业

-7.5.1 附件3 课题教学设计

--附件3 课题教学设计

3.1.3 复积分的性质笔记与讨论

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