26)Теорема о существовании производных всех порядков у аналитич. Ф-ии

Теор:Пусть ф-ия f(z) явл. Аналит. В обл-ти G и непрерывной в обл-ти Ḡ=G. Тогда во всех точках обл-ти G существуют производные любого порядка ф-ии f(z).dз-обобщенная ф-ла Коши. Рассмотрим точки не очень близкие к границе (D. Для .

dз-ф-а Коши.

А) fi(z,з)=-аналитическая в обл-тиD.

B)- непрерывность.

Из доказанной теоремы dз=dз

Аналогично рассуждая приходим к выводу, что

f’’(z)=dз

dз

Теорема доказана для любой внутренней точки z.

_______________________________________________________________________

28) Теорема Лиувилля.

Теор Пусть в расширенной комплексной области Ĉ задана аналит-я ф-я f(z) c ограниченным модулем:

Тогда f(z) может быть только константой.

Док-во:

Воспользуемся ф-лой f’(z)=dз=dз

Для ::

0=

0для любой окрестности .

R=>=0 =>=0 =>= const

______________________________________________________________________

29)Основная теорема высшей алгебры

Всякий многочлен P(z)=++…+(где

Док-во(от противного):

Пусть P(z) не имеет ни одного нуля , т.е. нигде не обращается в нуль на всей комплексной области

Ĉ : P(z)0

f(z)=1/P(z)- ф-ия , аналитическая во всей Ĉ 0

дляR

По теор. О принципе нах. Модуля:<R : Отсюда следует, что на все пл-ти для :Ĉ :

=> f(z)=C! //(c=const)

Получено противоречие f(z)=1/R(z) и f(z)=C!

______________________________________________________________________

30) Опред . Равномерной сходимости

Функц . ряд наз. Равномерно сходящимся в областиG,если

одновременно для всех z из

Достаточный признак Вейерштрасса : если для всех zчлены функционального ряда мажорируются членами сходящегося числ-го ряда, то функциональный ряд сходится равномерно в G.

Док-во: Имеем функц. ряди числ. ряд- сходящийся.

:

Расмотрим

Критерий Коши:

Функ. Ряд сход. Равномерно согда,

:

Одновременно для всех z из G.

Док-во как в обл-ти действит ф-ий.

_____________________________________________________________________

31)Первая теорема Вейерштрасса для рядов аналитических функций.

Пусть члены функционального ряда –аналитические функции в области G , а сам ряд равномерно сходится втогда имеют место следующие предположения :

1. сумма ряда f(z) является аналитической в области G

2. функциональный ряд можно по членно дифференцировать в области G

3. ряд составленный из производных равномерно сходится в области

Док-во: 1)

Выберем произвольную точку (рис1)

Выберем односвязную область содержащая точку.В областивыберем контур Г

внутри контура.

По свойству (1) f(z)- непрерывная в области D.По свойству (2) следовательно по теореме Морераf(z)-аналитическая в D.

Док-во: 2)

рассмотрим исходный функциональный ряд ..На контуре С ряд равномерно сходится, а значит по свойству (2) :

По теореме Коши =>

Док-во: 3)

.Рассмотрим остаток функционального рядя =>.

Обобщенная формула Коши

из равномерной сходимости :

______________________________________________________________

32)Свойства равномерной сходимости рядов. Вторая теорема Вейерштрасса для рядов аналитических функций.

Свойство 1:

Если функции непрерывны а сам функциональный рядравномерно сходится в областиG к функции f(z) , то сумма эта непрерывна в области G.

Свойство 2:

Если функциональный ряд непрерывных функций сходится равномерно , тогда справедлива след. формула :

Вторая теорема Вейерштрасса :

Пусть - аналитична в областиG, непрерывна в области и рядсходится на границе Г , тогда- равномерно сходится в области.

Док-во:

рассмотрим часть функционального ряда ,

ПО критерию Коши – сходится равномерно.

_____________________________________________________________

33) Теорема Абеля об области абсолютной равномерной сходимости степенного ряда .

Если степенной ряд , сходится в точке, но он сходится абсолютно в области

Док-во:

Выберем z из условия следовательно естьиз сходимости

по необходимому признаку

, тогда справедлива оценка сх-ся =>сходится.

1. По достаточному признаку Вейерштрасса

- сходится т.к геометрическая прогрессия .

______________________________________________________________

34)Следствия из теоремы Абеля .Круг и радиус сходимости степенного ряда.

Следствие1:

Если степенной ряд расходится в точке, то он расходится в области

Док-во: “от противного”: Допустим в области в котором ряд сходится , тогда в кругеряд сходится абсолютно.

Следствие 2:

Для всякого степенного ряда , что внутри круга сходимости

ряд сходится абсолютно , а – расходится . на границетребуется проверка ,может сходится или расходиться.

Следствие 3:

Внутри круга сходимости ряд сходится к аналитической функции .(Вытекает из первой теоремы Вейерштрасса )

Следствие 4:

Степенной ряд внутри круга сходимости можно почленно интегрировать и дифференцировать ,n кол раз , причем радиус сходимости ряда не изменится.

Следствие 5:

Коэффициенты степенного ряда вычисляются по формуле: ,

______________________________________________________________

35)Формула Коши–Адамара для радиуса сходимости степенного ряда .

Радиус сходимости R степенного ряда находится по формуле :R=

Док-во:

0<r<сначала возьмем точку внутри круга и докажем что в ней сходится , затем возьмем точку вне круга и докажем , что расходится.

1)

=> выполнимы след условия

Выберем в качестве ,

означает , что числовой ряд мажорируется сходящимся рядом=> Вывод : ряд сходится абсолютно .(доказано что ряд сходится внутри круга)

2)Доказательство расходимости:

Для

Выберем ,вытекает нарушение признака сходимости числового ряда.

Вывод : ряд расходится

3)частный случай r=0 =>R==>Ряд сходится везде.

единственная предельная точка =>=0,

Выберем

=>ряд абсолютно сходится на все й комплексной плоскости ю

4. r=

Для существуетчисло элементов.Выберем

не выполняется необходимый признак сходимости =Ю ряд сходится в R=0.

______________________________________________________________

36) Теорема Тейлора.

Функция f(z) – аналитична внутри круга может быть представлена в этом круге сходящимся степенным рядом, который определяется однозначно.

Док-во:

–внутри круга затем берем так чтоz внутри круга

;

тогда

по обобщенной формуле Коши

-Ряд Тейлора.

______________________________________________________________