Mathematica 与 复变函数
- 数理方法是一门十分没有乐趣的课
- 数理方法是一门十分重要的课
- 隔壁核工的 去年老师挂了36个
复函数积分
- 在复变函数中,只有解析函数的不定积分才有意义
- 命令
Integrate[f[z],{z,z1,z2}]
Integrate[z^2 + z + 4, {z, I + 2, 2*I + 5}]
42 + (167 I)/3
解析函数的展开
Series[f[z],{z,z0,n}]
*
参数n表示展开式只显示到自变量z的第n次幂
*
In Series[Sin[z]/z, {z, I, 5}]
Out
In Series[1/(z^3 + 2*z^2 + 5*z + 6), {z, I, 5}]
Out
复级数的收敛判断
Sum[n*I, {n, 1, Infinity}]
Sum[I/n^2, {n, 1, Infinity}]
复函数的收敛域
SumConvergence[x^(n!), n]
>>>Abs[x] < 1
复函数的分解
将复变函数f(z)分解为实部和虚部
ComplexExpand[Sin[x + y*I]]
验证柯西定理
Integrate[z^2 + z + 4, {z, I + 2, 2*I + 5, 6, I + 2}]
0
留数计算
Residue[f[z],{z, z0}]指令
Residue[Sin[z]/(z*(z - 1)), {z, 0}]
0
Residue[Sin[z]/(z*(z - 1)), {z, 1}]
Sin[1]
- 乐,复变函数压根写不出来
- 所以复变函数还有个可视化的问题,可视化的命令是ComplexPlot3D
复变函数可视化
ComplexPlot3D
ComplexPlot3D[E^z, {z, -1 - I , 1 + I }, BoxRatios -> {1, 1, 1}, PlotRange -> {{-\[Pi], \[Pi]}, {-\[Pi], \[Pi]}, {0, 2 \[Pi]}}]
三个坐标轴分别表示 自变量的实部 虚部 和 因变量的模长,颜色表示因变量的辐角
ComplexPlot
ComplexPlot[E^z, {z, -\[Pi] - I \[Pi], \[Pi] + I \[Pi]}]
- 坐标表示 自变量的实部与虚部
- 透明度表示因变量的模长与辐角
奇点
ComplexPlot[(z + 5)^2/((z - 1 - I) (z - 0.5 - 0.5 I)^2), {z, 0, 2 + 2 I}, ColorFunction -> None]
- 明显的 0.5+0.5I处有两个旋,是二阶的极点
- 1+I 处有一个旋,是一阶的极点
本性奇点
ComplexPlot[E^(1/z), {z, -1 - I , 1 + I}, ColorFunction -> None]
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