РЯДЫ с комплексными числами




, (1)

где , или - ряд с комплексными числами

Если существует , то ряд (1) называется сходящимся, и , иначе ряд (1) – расходящийся.

Теорема 1. Для сходимости ряда (1) необходимо и достаточно, чтобы сходились ряды и с действительными членами.

Теорема 2. Если сходится ряд , составленный из модулей членов ряда (1), то сходится и ряд (1), который называется при этом абсолютно сходящимся.

 

Функциональным рядом называется ряд

, (2)

где - функции комплексного переменного.

Если в каждой точке области ряд (2) сходится, то ряд (2) сходится в области , а сумма ряда определяется в этом случае как некоторая функция от ( - область сходимости ряда): , где .

Если ряд (2) сходится в области , то в каждой точке этой области последовательности остатков ряда стремится к нулю: .

Степенным рядом называется ряд вида

, (3)

где - комплексные числа (коэффициенты ряда), - комплексная переменная, или ряд

(4)

ТеоремаАбеля. Если степенной ряд (3) сходится в некоторой точке , то он абсолютно сходится в круге . Во всяком замкнутом круге меньшего радиуса ряд (3) сходится равномерно. Если ряд расходится при , то он расходится и при любом значении , для которого .

Из теоремы Абеля следует, что для всякого степенного ряда (3) существует круг с центром в начале координат, во всех точках которого ряд (3) сходится.

Радиус этого круга называется радиусом сходимости степенного ряда и определяется по формуле или .

Теорема. Функция , аналитическая в круге , может быть в этом круге единственным образом разложена в степенной ряд Тейлора ,

где коэффициенты вычисляются по формулам .

Итак, ряд Тейлора для функции имеет вид: .

Замечание: Имеют место, как и в действительном анализе, аналогичные разложения в ряд основных элементарных функций, например, при

,

,

,

и др.

Рядами Тейлора представляются функции, аналитические в круговых областях. Часто приходится рассматривать функции, аналитичные всюду в некоторой окрестности точки , исключая саму точку , т.е. аналитичные в кольце . Такие функции представляются двусторонними рядами, содержащими как целые положительные, так и целые отрицательные степени . Эти ряды, названные по имени французского математика П.. Лорана (1813-1854), являются обобщением степенных рядов и имеют вид

, (5)

где (6)

- любой контур, принадлежащий рассматриваемому кольцу.

Теорема. всякая функция , аналитическая в круговом кольце , может в этом кольце единственным образом раскладываться в ряд Лорана (5), который в этом кольце абсолютно сходится.

Ряд называется правильной (регулярной) частью ряда Лорана.

Ряд называют главной (сингулярной) частью ряда Лорана.

Замечание 1. Интеграл нельзя заменить на , так как , вообще говоря, не аналитична в точке .

Замечание 2. Если функция является аналитической не только в кольце, но и в точке , т.е. аналитична в круге , то при всех подынтегральная функция в интеграле не имеет особых точек внутри , в силу чего по теореме Коши все и главная часть ряда Лорана исчезает. В этом случае и ряд Лорана превращается в ряд Тейлора, который, таким образом, является частным случаем ряда Лорана.

Замечание 3. Формула (6) приводит к громоздким выкладкам, поэтому на практике для нахождения коэффициентов используют, по возможности, уже известные разложения в ряд.

 

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2018-01-30 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: