Страница сетевой поддержки учеников Тимура Юрьевича Альпина

12.10.2013

Другой вид условий Коши-Римана

Filed under: ТФКП — Shine @ 12:55 пп

Вывод для гр. 620а, который я не успел сделать на занятии.

Как известно, комплексное число можно представить как в алгебраической, так и в тригонометрической/показательной формах: z = x+ iy = reiφ = r (cosφ + isinφ )  . Действительные числа, фиксирующие комплексное число при этих двух способах его задания, связаны так:

{
  x = rcosφ,
  y = rsinφ.
(1)

Рассмотрим теперь дифференцируемую функцию от этого числа: w (z) = u+ iv  . Её действительная и мнимая части удовлетворяют условиям Коши-Римана:
{
  u′x = v′y,
  u′y = − v′x.
(2)

Но если записать число z  в показательной форме, то u  и v  становятся функциями от переменных r  и φ  .

На этот случай перепишем условия Коши-Римана для тригонометрической/показательной формы записи аргумента. Итак, u  и v  зависят от переменных r  и φ  , а те, в свою очередь, зависят от x  и y  . По формуле дифференцирования сложной функции, зависящей от многих аргументов, получим из (2)

{   ′ ′   ′ ′    ′′    ′ ′
   ur′rx′+ uφ′φx′ = vrry′ +′ vφφ′y,′
   urry + uφφy = − vrrx − vφφx.
(3)

Осталось избавиться от производных новых переменных по старым. Для этого возьмём (1) и продифференцируем сначала по x

{
  1 = rxcosφ− φxr sinφ,
  0 = rxsin φ+ φxr cosφ,

что потом решим относительно r
 x  и φ
  x  :

                   sin-φ
rx = cosφ,    φx = −  r .

Теперь продифференцируем (1) по y  :

{
  0 = rycosφ− φyr sinφ,
  1 = rysin φ+ φyr cosφ,

и решим эту систему относительноr
y  и φ
 y  :

r  = sinφ,    φ  = cosφ.
 y            y     r

Теперь подставим найденные производные в (3), и выразим из системы ur  и vr  :

{ u  = 1v ,
  vr = r− 1φu .
   r    r φ

Этот вид условий Коши-Римана пригождается для случаев, когда аргумент функции представлен в тригонометрической либо показательной форме, и его перевод в алгебраическую фору по каким-то причинам нежелателен.

Комментариев нет »

No comments yet.

RSS feed for comments on this post.

Leave a comment

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

Хостингом угостил Вадим "Moose" Калинников