正则函数(regularfunction),又称全纯函数、解析函数,属于高等数学中的函数,可展开为幂级数的(实变)函数,称为正则函数,上述定义还适合于复变函数。通常,正则函数是对复变函数定义的:在定义区域内处处可微的复变(复值)函数,称为正则函数。
定义
正则函数亦称全纯函数或解析函数,是解析函数论的主要研究对象,对于定义于复平面上区域
内的复变量z的单值函数
,如果它在D内的每个点
的一个邻域内都可以用
的幂级数表示,则称
在D内解析,外尔斯特拉斯(K.(T.W.)Weierstrass)从幂级数出发,建立了解析函数的级数理论,如果在
内的每个点z处,极限
(称为函数
在z点的导数)都存在,柯西(A.-L.Cauchy)称
在D内是解析的,这两个定义是等价的。函数
在D内解析的另一个等价条件是:
在
内的每一个点
处存在连续偏导数,并且满足柯西-黎曼方程(或称柯西-黎曼条件):
这个条件有时简称C-R条件或称达朗贝尔-欧拉条件,函数f(z)在区域D内解析的第四个等价条件是莫雷拉定理。[2]
性质定理
性质1 函数
在域D内每一点具有导数
,而且导数
在D内为连续。[3]
性质2 在域D中,函数
的实部
(于此,
),)和虚部
具有一次连续偏导数
它们在D内满足恒等条件
性质3 这项性质预先假定了函数
在域D内为连续;下面,我们把它用两种不同方式(
和
)叙述出来,这两种方式等价。
:无论对于域D内的任何两点
和b,沿D内从
到b所引的(有限长)曲线C所取的积分
与积分的路径无关,而仅与函数
和始点a及终点b有关;
:对于域D内的任何(有限长)闭曲线
,沿这曲线所取的积分
等于0。
性质4 对于域D内的任何一点a,函数
在点a可展成一幂级数。详言之:对于域D内的任何一点a,存在一列系数
(与a有关),使得级数
在某一圆
(圆的半径R与a有关)内收敛,且其和等于
。[3]
性质5 函数
在域内每一点具有导数
。
对于与柯西同时的人黎曼(B.Riemann,1826一1866)来说(他与柯西无关地在德国奠定了复变函数论的基础),出发点就是关系
这在后来通行叫作“柯西一黎曼条件”(或欧拉一达朗贝尔条件)。
对于比较靠近20世纪的德国学者魏尔斯特拉斯(K.Weierstrass,1855--1897)来说(他除了几个其他的数学科目之外,并对复变函数论建立起坚实的基础),出发点是可以展开成幂级数这种性质(性质4)。
最后,从近代的数学方法论的观点来看,在建立复变函数论的时候,采用解析函数的积分性质(性质3)可能有很大的优越性,这是因为在很快得出柯西积分之后,就可以从它进而导出可微分性,以及可以展成幂级数性等。