本章主要内容
1.复数
令,x,y均为实数,则z=x+iy称为复数.x称为z的实部,记为Re(z)=x,y称为z的虚部,记为Im(z)=y.
复数z=x+iy的模记为.复数z=x+iy的辐角记为,k=0,±1,±2,…,其中为z辐角主值.主值范围规定为-π<arg(z)≤π,其计算公式为
注意 z=0时,|z|=0,而辐角不定.
用复数的模和辐角表示复数有指数形式z=reiθ,根据欧拉公式eiθ=cosθ+isinθ,又有复数的三角形式z=r(cosθ+isinθ),因此复数的形式基本有三种:
①z=x+iy (代数形式);
②z=reiθ(指数形式);
③z=r(cosθ+isinθ) (三角形式).
这三种形式可以互相转换.代数形式便于加减运算,指数形式便于乘除运算,而三角形式常常作为一个复数计算的最后结果表达式.
2.复数相等
设z1=x1+iy1,z2=x2+iy2,则z1=z2⇔x1=x2,y1=y2.
3.不等式和恒等式
(1)z=x+iy,|x|≤|z|,|y|≤|z|,|z|≤|x|+|y|;
(2)|z1+z2|≤|z1|+|z2|,|z1-z2|≥||z1|-|z2||;
(3)|z1+z2|2≤(|z1|+|z2|)2,
4.共轭复数
设z=x+iy,则为z的共轭复数.z与互为共轭复数,
(1);
(2);
(3)
5.四则运算
(1)z1±z2=x1±x2+i(y1±y2);
(2)z1·z2=(x1x2-y1y2)+i(x1y2+x2y1);
(3) (z2≠0).
6.棣莫弗(De Moivre)公式
(cosθ+isinθ)n=cosnθ+isinnθ.
7.复数的n次方根
设z=wn,记为
则
8.设函数f(z)=u(x,y)+iv(x,y),A=u0+iv0,z0=x0+iy0,则的充要条件是
9.极限四则运算法则
若,则有
(1);
(2);
(3)
10.连续性
若,则称函数f(z)在z0处连续;若f(z)在区域D内处处连续,则称函数f(z)在区域D内连续; f(z)在z0处连续的充要条件是f(z)的实部与虚部均在(x0,y0)连续.
11.连续性运算法则
连续函数的和、差、积、商(分母不为零)仍是连续函数;连续函数的复合函数仍是连续函数.