复数域和实数域 在学习复变函数之前,我们接触到的数域最大到实数域,碰到的变量、函数、 极限、积分、导数等概念和运算都在实数域范围内。域是数学上的一个概念,简 单地说就是有一个数的集合,这个集合对加、减、乘、除(分母不为0)四则运 算封闭,即集合中的任意两个元素做四则运算,结果得到的元素仍然在这个集 合里。根据这一规则可知,全体自然数、全体整数不构成域,全体有理数构成有 理数域,全体实数构成实数域。在学习了复变函数论以后知道,全体复数也构成 复数域。那么,实数域和复数域是什么关系呢? 也许可以认为,复数域是比实数域更大的数域,复数域包含了实数域。这样 一种观点不能算是正确的。的确,在复平面内,横轴表示复数的实部,这条轴看 起来就表示了全体实数。但是当复数:在这上面取值的时候,是不是表示:就是 一个实数呢? 不是的。不管:在复平面内哪里取值,它都是一个复数,即:=x+y是由实 部和虚部的二元结构表示的数。只是当:在实轴上取值时,其虚部y=0,因此 对复数:进行运算时相当于只对其实部x做运算,而其虚部将不会对运算结果起 任何作用,这就使得此时对复数的运算完全相同于对实数的运算。虽然如此,请 记住:此时只是复数:的虚部等于0,并不等于说此时复数:变成了实数x,更 不能说复数:没有虚部。而这一结论能够成立的一个前提条件是:实数对四则运 算是封闭的,不会在运算过程中产生复数。这种关系还可以这样理解:实数轴上 的全部复数可以和实数域中的全体实数之间建立一个一一映射关系,x+0→x, 此时对复数的四则运算,包括求积分、求导数等运算,完全相同于对实数的运算。 在整个复平面内,只有实轴对四则侧运算是封闭的,虚轴对乘法和除法不封闭, 不能构成一个数域。而其它任意一条过原点的直线上的点对应的复数也对四则运 算不封闭,不能形成一个数域,因此它们看起来都是一条直线,但是却不能和实 轴一样,跟全体实数之间建立一个一一映射关系,让复数运算等同于实数运算。 留数定理在实变函数积分中的应用中,就是利用了这种关系。在实轴上的积 分,等价于在实轴上取值的复数的积分,从而把运算转化到复数域中。假如实数 域对积分(实际上就是乘法和加法)不封闭,那么就无法实现这种转化了
复数域和实数域 在学习复变函数之前,我们接触到的数域最大到实数域,碰到的变量、函数、 极限、积分、导数等概念和运算都在实数域范围内。域是数学上的一个概念,简 单地说就是有一个数的集合,这个集合对加、减、乘、除(分母不为 0)四则运 算封闭,即集合中的任意两个元素做四则运算,结果得到的元素仍然在这个集 合里。根据这一规则可知,全体自然数、全体整数不构成域,全体有理数构成有 理数域,全体实数构成实数域。在学习了复变函数论以后知道,全体复数也构成 复数域。那么,实数域和复数域是什么关系呢? 也许可以认为,复数域是比实数域更大的数域,复数域包含了实数域。这样 一种观点不能算是正确的。的确,在复平面内,横轴表示复数的实部,这条轴看 起来就表示了全体实数。但是当复数 z 在这上面取值的时候,是不是表示 z 就是 一个实数呢? 不是的。不管 z 在复平面内哪里取值,它都是一个复数,即 z x iy = + 是由实 部和虚部的二元结构表示的数。只是当 z 在实轴上取值时,其虚部 y ≡ 0,因此 对复数 z 进行运算时相当于只对其实部 x 做运算,而其虚部将不会对运算结果起 任何作用,这就使得此时对复数的运算完全相同于对实数的运算。虽然如此,请 记住:此时只是复数 z 的虚部等于 0,并不等于说此时复数 z 变成了实数 x ,更 不能说复数 z 没有虚部。而这一结论能够成立的一个前提条件是:实数对四则运 算是封闭的,不会在运算过程中产生复数。这种关系还可以这样理解:实数轴上 的全部复数可以和实数域中的全体实数之间建立一个一一映射关系,x + →i x 0 , 此时对复数的四则运算,包括求积分、求导数等运算,完全相同于对实数的运算。 在整个复平面内,只有实轴对四则运算是封闭的,虚轴对乘法和除法不封闭, 不能构成一个数域。而其它任意一条过原点的直线上的点对应的复数也对四则运 算不封闭,不能形成一个数域,因此它们看起来都是一条直线,但是却不能和实 轴一样,跟全体实数之间建立一个一一映射关系,让复数运算等同于实数运算。 留数定理在实变函数积分中的应用中,就是利用了这种关系。在实轴上的积 分,等价于在实轴上取值的复数的积分,从而把运算转化到复数域中。假如实数 域对积分(实际上就是乘法和加法)不封闭,那么就无法实现这种转化了