
【計】 complex function
again; answer; compound; duplicate; resume; turn over
【醫】 amb-; ambi-; ambo-; re-
cost; value; happen to; on duty
【醫】 number; titer; titre; value
function
【計】 F; FUNC; function
複值函數(Complex-Valued Function)是數學分析中的重要概念,指值域為複數集的函數。其定義可表述為:
設 ( D ) 是定義域(通常為實數集 (mathbb{R}) 的子集或複數集 (mathbb{C}) 的子集),若對于 ( D ) 中的每一個元素 ( x ),都存在唯一的複數 ( z ) 與之對應,則稱該對應關系為定義在 ( D ) 上的複值函數,記作: [ f: D to mathbb{C}, quad x mapsto f(x) = u(x) + i v(x) ] 其中 ( u(x) ) 和 ( v(x) ) 均為實值函數,分别表示複函數 ( f(x) ) 的實部(Real Part)和虛部(Imaginary Part),( i ) 為虛數單位(滿足 ( i = -1 ))。
函數值的複數屬性
複值函數的輸出結果是一個複數,形式為 ( a + bi )(( a, b in mathbb{R} ))。例如:
實部與虛部的分離性
任何複值函數均可分解為兩個實值函數的組合: [ f(x) = u(x) + i v(x) ] 其中 ( u(x) = operatorname{Re}(f(x)) ),( v(x) = operatorname{Im}(f(x)) )。這一特性将複函數分析轉化為實函數的聯合研究。
應用領域
複值函數在以下領域具有關鍵作用:
特征 | 實值函數 | 複值函數 |
---|---|---|
值域 | 實數集 (mathbb{R}) | 複數集 (mathbb{C}) |
表示形式 | ( f(x) in mathbb{R} ) | ( f(x) = u(x) + i v(x) ) |
導數/積分 | 實微積分規則 | 需滿足柯西-黎曼條件等複分析要求 |
複值函數是指定義域為實數集或複數集,而值域為複數集的函數。其核心特征在于函數的輸出值為複數,一般形式可表示為: $$ f(z) = u(z) + i v(z) $$ 其中 ( z ) 是自變量(實數或複數),( u(z) ) 和 ( v(z) ) 是實值函數,( i ) 為虛數單位(滿足 ( i = -1 ))。
實部與虛部分解
任何複值函數均可拆分為兩個實值函數的組合:實部 ( u(z) ) 和虛部 ( v(z) )。例如,複指數函數 ( e^{itheta} = costheta + isintheta ),其實部為 ( costheta ),虛部為 ( sintheta )。
定義域類型
幾何意義
複值函數可視為從平面(實軸或複平面)到複平面的映射。例如,( f(z) = z ) 将複平面上的點 ( z = x + iy ) 映射到 ( (x - y) + i(2xy) )。
應用領域
通過上述分解和分析,複值函數在數學和工程中提供了更豐富的工具,尤其在涉及相位、旋轉或多維變化的場景中不可或缺。
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