复分析（英文版）Elias M. Stein, Rami Shakarchi

### 复分析基础 《复分析》一书由Elias M. Stein与Rami Shakarchi合著，属于普林斯顿大学分析讲座系列丛书的一部分。该书深入浅出地介绍了复分析的基础理论及其应用，是学习复变函数论的重要参考资料之一。 ### 书本结构与内容概述 该书作为《普林斯顿大学分析讲座》系列的第二卷，其结构紧密而逻辑清晰，主要分为以下几个部分： 1. **复数与复函数**：首先介绍复数的基本概念、运算规则以及复平面的概念，为后续的学习打下坚实的基础。 2. **复变函数的导数与积分**：这一部分重点讲解复变函数的微分与积分理论，包括柯西-黎曼方程、解析函数的定义等。 3. **幂级数与洛朗级数**：通过幂级数展开解析函数，进一步讨论洛朗级数及其在理解函数奇点中的作用。 4. **复积分的应用**：介绍复积分在实变函数积分计算中的应用，如留数定理的应用。 5. **调和函数与共形映射**：讨论调和函数的性质及共形映射的意义，后者在流体力学等领域有着广泛的应用。 6. **最大模原理与施瓦茨引理**：这两个重要的定理是复分析中的核心结果，对理解和证明其他定理至关重要。 7. **解析继续与单值化**：这部分探讨了解析函数的延拓问题及其相关理论。 ### 关键知识点详解 #### 复数基础 - **复数定义**：复数形式为\(z = x + yi\)，其中\(x\)和\(y\)为实数，\(i\)为虚数单位，满足\(i^2 = -1\)。 - **复平面上的表示**：每一个复数可以看作二维平面上的一个点，其中实部对应横坐标，虚部对应纵坐标。 #### 导数与积分 - **柯西-黎曼方程**：对于一个可导的复函数\(f(z) = u(x,y) + iv(x,y)\)，如果它的实部\(u\)和虚部\(v\)在某区域内都具有偏导数，并且满足柯西-黎曼方程\(\frac{\partial u}{\partial x} = \frac{\partial v}{\partial y}\)，\(\frac{\partial u}{\partial y} = -\frac{\partial v}{\partial x}\)，那么称\(f(z)\)在该区域内解析。 - **解析函数**：如果一个复函数在其定义域内每一点都可导，则称此函数为解析函数。 #### 幂级数与洛朗级数 - **幂级数展开**：对于一个在某点\(a\)处解析的函数\(f(z)\)，它可以在该点附近展开成幂级数的形式：\(f(z) = \sum_{n=0}^{\infty} c_n (z-a)^n\)。 - **洛朗级数**：洛朗级数是复分析中的一种特殊类型的幂级数，它可以包含负指数项：\(f(z) = \sum_{n=-\infty}^{\infty} c_n (z-a)^n\)。 #### 复积分 - **柯西积分定理**：如果一个函数在某个简单闭合路径\(C\)所围成的区域内解析，则沿着该路径的积分等于零。 - **留数定理**：利用留数定理可以简便地计算某些类型的实变函数积分。 #### 调和函数与共形映射 - **调和函数**：如果一个实函数在其定义域内满足拉普拉斯方程\(\Delta u = 0\)，则称此函数为调和函数。 - **共形映射**：共形映射是指保持局部角度不变的映射，这对于解决边界值问题非常有用。 #### 最大模原理与施瓦茨引理 - **最大模原理**：如果一个解析函数在某个闭区域上是连续的，并且在其内部解析，那么这个函数的最大模发生在边界上。 - **施瓦茨引理**：如果一个函数在原点周围解析，并且在原点处的值为0，且模小于1，则该函数满足一系列严格的条件。 ### 总结 本书不仅系统地介绍了复分析的基础理论，还深入探讨了该领域的核心定理及其应用。通过学习本书，读者不仅可以掌握复分析的基本概念和方法，还能了解到复分析与其他数学分支之间的联系，从而更全面地理解这一领域。此外，《复分析》一书因其清晰的叙述风格和丰富的例题，成为复分析课程的理想教材之一。