引言

这部分是非常有意思的一部分,显示出引入复变函数后,问题的分析得到了很大的简化,手段和方法也变得多样。
本节主要讨论的是把解析函数当做一种区域的变化,以及这种变换所具有的保角(也就是角度不变化)的性质。

保角变换

解析函数的几何性质--保角变换 - 图1是区域D上的解析函数,并且满足条件 解析函数的几何性质--保角变换 - 图2,我们把函数解析函数的几何性质--保角变换 - 图3看做是区域的变化,把区域解析函数的几何性质--保角变换 - 图4变换为区域解析函数的几何性质--保角变换 - 图5,我们考察复平面一点 解析函数的几何性质--保角变换 - 图6,设解析函数的几何性质--保角变换 - 图7解析函数的几何性质--保角变换 - 图8邻域内一点,那么变换后的位置为 解析函数的几何性质--保角变换 - 图9
变换后满足:

  • 解析函数的几何性质--保角变换 - 图10
  • 解析函数的几何性质--保角变换 - 图11 :::success 第二条的简单推导 重要
    解析函数的几何性质--保角变换 - 图12 ::: 也就是说

  • 曲线微元的放大率为解析函数的几何性质--保角变换 - 图13,与曲线的方向无关

  • 角度的转过量为解析函数的几何性质--保角变换 - 图14,也就是说,角度不会改变,正交的曲线变换后仍然正交。难点

    举例说明

    例1

    讨论幂函数解析函数的几何性质--保角变换 - 图15的特性。
    前提条件的满足

  • 在区域内是解析函数

  • 解析函数的几何性质--保角变换 - 图16

所以满足保角变换。
取指数形式 解析函数的几何性质--保角变换 - 图17,通过函数关系可知,解析函数的几何性质--保角变换 - 图18
我们取解析函数的几何性质--保角变换 - 图19平面的两族曲线解析函数的几何性质--保角变换 - 图20,变换后为解析函数的几何性质--保角变换 - 图21变换前两族曲线处处正交,变换后两族曲线仍然处处正交。

例2

讨论指数函数解析函数的几何性质--保角变换 - 图22的特性
取代数形式 解析函数的几何性质--保角变换 - 图23和指数形式 解析函数的几何性质--保角变换 - 图24根据函数关系,得到,解析函数的几何性质--保角变换 - 图25
解析函数的几何性质--保角变换 - 图26平面的两族曲线 解析函数的几何性质--保角变换 - 图27变换后为 解析函数的几何性质--保角变换 - 图28,仍然是正交曲线族。