复函数英文解释翻译、复函数的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【电】 complex function
分词翻译:
复的英语翻译:
again; answer; compound; duplicate; resume; turn over
【医】 amb-; ambi-; ambo-; re-
函数的英语翻译:
function
【计】 F; FUNC; function
专业解析
在数学分析中,复函数(英文:Complex Function)是指定义域和值域均在复数域(ℂ)上的函数。其核心特征在于自变量和因变量均涉及复数(形如 ( z = x + iy ),其中 ( x, y ) 为实数,( i ) 为虚数单位且满足 ( i = -1 ))。复函数是复分析(Complex Analysis)研究的主要对象,其性质与实函数有显著区别,并展现出独特的数学结构和广泛的应用价值。
以下从汉英词典角度对其关键含义进行详细解释:
-
定义与基本形式 (Definition and Basic Form)
- 中文:复函数指将复数映射到复数的规则或映射关系。
- 英文:A complex function is a rule or mapping that assigns a complex number to each complex number in its domain.
- 数学表达:通常表示为 ( w = f(z) ),其中 ( z ) 是定义域(Domain)中的复数自变量,( w ) 是值域(Range)中的复数因变量。
-
核心特征 (Core Characteristics)
- 复数运算基础 (Based on Complex Arithmetic):复函数的运算遵循复数的加、减、乘、除以及乘方、开方等规则。
- 实部与虚部 (Real and Imaginary Parts):任何一个复函数 ( f(z) = f(x + iy) ) 都可以分解为两个二元实值函数:
- 实部函数:( u(x, y) = operatorname{Re} f(z) )
- 虚部函数:( v(x, y) = operatorname{Im} f(z) )
- 因此,复函数可写为 ( f(z) = u(x, y) + i v(x, y) )。
- 可微性与解析性 (Differentiability and Analyticity):这是复函数区别于实函数的最重要特性之一。
- 复可微 (Complex Differentiable):若极限 ( lim_{Delta z to 0} frac{f(z + Delta z) - f(z)}{Delta z} ) 存在且与 ( Delta z ) 趋近于 0 的路径无关,则称 ( f ) 在点 ( z ) 复可微(或全纯/Holomorphic)。
- 解析函数 (Analytic Function):在某个开集上处处复可微的函数称为解析函数。解析函数具有无穷可微性、幂级数展开性(在收敛圆盘内)等强大性质。
- 柯西-黎曼方程 (Cauchy-Riemann Equations):复函数 ( f(z) = u + iv ) 在一点复可微的必要且充分条件是其实部 ( u ) 和虚部 ( v ) 在该点满足柯西-黎曼方程:
$$
frac{partial u}{partial x} = frac{partial v}{partial y}, quad frac{partial u}{partial y} = -frac{partial v}{partial x}
$$
该方程是连接复函数可微性与其实部、虚部偏导数关系的桥梁。
-
重要性与应用 (Importance and Applications)
- 理论数学 (Theoretical Mathematics):复分析是数学的核心分支,解析函数的理论深刻而优美,在数论、微分方程、拓扑学等领域有基础性应用。
- 物理学 (Physics):广泛应用于流体力学(势流理论)、电磁学、量子力学、热传导、信号处理(傅里叶变换常在复域进行)等。
- 工程学 (Engineering):在控制理论(系统稳定性分析)、信号处理、图像处理、电气工程(交流电路分析)等方面不可或缺。
- 其他领域 (Other Fields):在经济学、地图学(共形映射)等领域也有应用。
权威参考来源 (Authoritative References):
- 《数学是什么》(What is Mathematics?) - Richard Courant & Herbert Robbins (经典数学著作,包含对复数的清晰介绍和复函数概念的铺垫)
- 《复分析》(Complex Analysis) - Lars V. Ahlfors (国际公认的复分析标准教材,对复函数的定义、性质和应用有系统严谨的阐述)
网络扩展解释
复函数(Complex Function)是指定义域和值域均在复数域上的函数,其输入和输出均为复数。具体来说,若函数 ( f(z) ) 满足 ( z in mathbb{C} ) 且 ( f(z) in mathbb{C} ),则称其为复函数。以下是详细解释:
1.基本定义
复函数的一般形式可表示为:
$$
f(z) = u(x,y) + i v(x,y)
$$
其中 ( z = x + iy )(( x, y in mathbb{R} ),( i ) 为虚数单位),( u(x,y) ) 和 ( v(x,y) ) 分别为复函数的实部和虚部函数。例如:
- ( f(z) = z = (x - y) + i(2xy) )
- ( f(z) = e^z = e^x cos y + i e^x sin y )
2.与实函数的区别
- 可导性:复函数可导的条件比实函数严格,需满足柯西-黎曼方程:
$$
frac{partial u}{partial x} = frac{partial v}{partial y}, quad frac{partial u}{partial y} = -frac{partial v}{partial x}
$$
满足此条件的复函数称为解析函数(或全纯函数)。
- 几何特性:复函数可能具有保角性(局部保持角度不变),而实函数无此性质。
- 奇点:复函数可能存在极点、本性奇点等复杂行为(如 ( f(z) = frac{1}{z} ) 在 ( z=0 ) 处有极点)。
3.常见类型
- 初等复函数:多项式函数、指数函数(( e^z ))、三角函数(如 ( sin z ))、对数函数(需定义分支切割)。
- 特殊函数:伽马函数、黎曼ζ函数等,在复平面上有更丰富的性质。
4.应用领域
- 物理学:量子力学中的波函数、电磁场分析。
- 工程学:信号处理、控制理论中的频域分析。
- 数学:解析数论、微分方程解析解研究。
5.可视化
由于复数本身是二维的,复函数的图像需在四维空间中呈现。常用方法包括:
- 用颜色映射表示相位和模长。
- 分别绘制实部 ( u(x,y) ) 和虚部 ( v(x,y) ) 的曲面图。
复函数扩展了实函数的研究范围,其独特的解析性和奇点特性在理论与应用层面均有重要意义。
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