logo

Koshining asosiy teoremasi. Analatik funksiyalar. Garmonik funksiyalar.Kosining integral formulasi.

Загружено в:

08.08.2023

Скачано:

0

Размер:

68.412109375 KB
Koshining asosiy teoremasi. Analatik funksiyalar. Garmonik
funksiyalar.Kosining integral formulasi.
Reja:
1. Koshi integral teoremasi
2.Analitik funksiya
3.Garmonik funksiyalar
4.Koshining integral formulasi.
    Adabiyotlar Koshi integral teoremasi
Koshi   integral   teoremasi   -kompleks   o zgaruvchili   funksiyalar   nazariyasiningʻ
fundamektal   teoremasi.   G (7.)   —   kompleks   tekislikdagi   bir   boglamli   D   sohada	
ʻ
aniqlangan golomors funksiya, u esa D sohada yotuvchi bo lakli silliq yopiq chiziq	
ʻ
bo lsin.   U   holda   bo ladi.   Bu   teorema   O.   Koshi   tomonidan   1825-yilda   e lon	
ʻ ʻ ʼ
qilingap. Uning  to la  isbotiii  1884-yilla E. Gure  bsrli. Koshi  integral  teoremasi  t.	
ʻ
golomorf   funksiyalar   xossalaryning   asosiy   harakteristikalarilap   birini   ifodalaydi.
Uzluksiz funksiyalar uchun Koshi integral teoremasi t.ga teskari teoremaga Marera
teoremasi   deyiladi.ko rinishlagi   integral;   bunda   u   —   to g rilaiuvchi   yopiq   egri	
ʻ ʻ ʻ
chiziq,   f(^)   —   kompleks   o zgaruvchili   funksiya   bo lib,   u   u   —   chiziq   bilan	
ʻ ʻ
chegaralangan chekli D sohada golomorf va bu sohaning yopig i Oda uzluksizlir.	
ʻ
Agar nuqta D sohaga tegishli bo lsa, u holda Koshi integral teoremasi f(g) ga teng	
ʻ
bo ladi,   ya ni   D   sohala   golomorf   va   uning   yopigi   D   la   uzluksiz   har   qanday	
ʻ ʼ
funkniyaning   D   soxadagi   qiymati   chegaralari   qiymatlari   orqali   Koshi   integral
teoremasi vositasida ifolalanadi.
Koshi   integral   teoremasinikg   umumlashmalari   Koshi   tipidagi   integrallardir.
ularning   ko rinishi   ham   Koshi   integral   teoremasi   ko rikishila   bo lali,   lskik   u   egri	
ʻ ʻ ʻ
chiziq   yopiq   bo lishi   va   f   funksiya   golomorf   bo lishi   shart   emas,   Koshi   tipidagi	
ʻ ʻ
iktegrallar   matematik   fizika   va   gidrolinamikaning   ayrim   masalalarini   yechishda
qo llaniladi.	
ʻ
Analitik funksiya
Analitik   funksiya   –   matematikaning   asosiy   tushunchalaridan   biri;   f(z)=c +c (z-a)	
₀ ₁
+c (z-a)²+c (z-a)³+...   darajali   qator   yig indisi   ko rinishida   yozilishi   mumkin	
₂ ₃ ʻ ʻ
bo lgan   funksiya.   Bundan   Analitik   funksiyaning   istalgan   tartibdagi   hosilasi   ham
ʻ
mavjudligi   kelib   chiqadi.   Analitik   funksiya   sinfi   yetarlicha   keng   bo lib,   unga	
ʻ
matematikada   va   uning   tadbikdarida   uchraydigan   funksiyalarning   ko pchiligi	
ʻ
kiradi.   Ayni   paytda   bu   sinf   bir   qator   ajoyib   xossalarga   ega.   Avvalo,   Analitik
funksiya sinfi arifmetik, algebraik amallarga, limitga o tish amaliga nisbatan yopiq	
ʻ sinfdir.   Analitik   funksiyalarni   ikki   turga   bo'lish   mumkin:   haqiqiy   va   kompleks
analitik funksiyalar.
Xossalari.
1.   Agar   f(z)-kompleks   o'zgaruvchili   analitik   funksiya   bir   bog lamli   D   sohadaʻ
analitik bo lsa, ixtiyoriy yopiq γ	
ʻ ⊂ D kontur bo yicha olingan integral nolga teng.	ʻ
2.   Agar   f(z)-kompleks   o'zgaruvchili   analitik   funksiya   bir   bog lamli   D   sohada	
ʻ
analitik   bo lsa,   D   sohani   chegarasida   berilgan   qiymatlar   orqali   sohani   ichidagi	
ʻ
qiymatlarini aniqlash mumkin.
3.   Agar   f(z)-kompleks   o'zgaruvchili   analitik   funksiya   bir   bog lamli   D   sohada	
ʻ
analitik   bo lsa,   uning   haqiqiy   va   mavhum   qismlari   D   sohada	
ʻ   garmonik
funksiya   bo'ladi.
Shu   va   boshqa   xossalar   Analitik   funksiya   sinfining   muhim   ob’ekt   ekanligini
ko rsatadi.   Analitik   funksiya   nazariyasiga   O.   Koshi,   B.   Riman,   K.   Veyershtrass	
ʻ
asos solgan.
Garmonik funksiyalar
Garmonik   funksiyalar   -   Laplas   tenglamasini   kanoatlantiradigan   biror   sohada
birinchi va ikkinchi tartibli hosilalari bilan uzluksiz bo lgan haqiqiy funksiyalar.	
ʻ
Tarif   n   o'lchamli   fazodagi   D   sohada   aniqlangan   ikki   marta   differensiallanuvchi   u
funksiya   Δu=0   tenglamani   qanoatlantirsa   u   holda   u   funksiya   D   sohada   garmonik
funksiya deyiladi. D sohada garmonik funksiyalar sinfi h(D) bilan belgilanadi.
Xossalari
1.   D   sohada   garmonik   funksiya   har   qanday   tartibli   xususiy   hosilalarga   ega,   ya'ni
cheksiz marta differensiallanuchi bo'ladi.
2.   Garmonik   funksiyani   D   sohadagi   S ⊂ D   sfera   bo'yicha   o'rta   qiymati   S   sfera
markazidagi qiymatiga teng. 3.   Garmonik   funksiyani   D   sohadagi   B ⊂ D   shar   bo'yicha   o'rta   qiymati   B   shar
markazidagi qiymatiga teng.
4.   Agar   D ⊂ C   kompleks   tekislikdagi   bir   bog'lamli   sohada   u   -   garmonik   bo'lsa   u
holda shunday f - D sohada   analitik funksiya   mavjudki u = Re f tenglik o'rinli.
Muhim vektor maydonlarning potensiallari (mas, siqilmaydigan bir jinsli suyuqlik
harakatida   tezlik   potensiali,   jism   ichida   temperaturaning   tarqalishi   va   b.)   G.f.
hisoblanadi. Ikki x, u o zgaruvchining G. f. i kompleks z = x + iy o zgaruvchiningʻ ʻ
analitik funksiyasi / (x) bilan uzviy bog langan. Har bir i (x, u) G.f. biror analitik /	
ʻ
(x)   funksiyaning   haqiqiy   yoki   mavhum   qismi   va,   aksincha,   ixtiyoriy   analitik
funksiyaning   haqiqiy   va   mavhum   qismlari   G.   f.  bo ladi.  G.   f.   nazariyasining   eng	
ʻ
muhim masalalari chegaraviy masalalardan ibo-rat. Bulardan biri Dirixle masalasi
bo lib,   bunda   biror   soha   ichidagi   G.   f.   soha   chegarasida   berilgan   qiymatlariga	
ʻ
asosan   izlanadi.   G.   f.   nazariyasining   bu   va   b.   chegaraviy   masalalarini   yechish
uchun   nazariy   va   amaliy   jihatdan   ahamiyati   katta   bo lgan   turli   usullar   ishlab	
ʻ
chiqilgan.   G.f.   nazariyasini   fizika   va   texnika   masalalariga   tatbiq   qilishda
chegaraviy masalalarni sopli yechish usullarini ishlab chiqish juda muhim (qarang
Matematik fizika tenglamalari).
Koshining integral formulasi.
Kompleks   sonlar   tekisligi   C   da   D   sohani   qaraylik.   Uning   chegarasi  	
∂D   silliq
(bo’lakli silliq) chiziqdan iborat. Bu yopiq egri chiziq musbat yo’nalishda olingan
bo’lsin. Aytaylik, 	
D    da f(z) funksiya aniqlangan bo’lsin.
Teorema:   Agar  	
f(z)∈V	(D	)∩	C	(D	)   bo’lsa,   u   holda  	∀	z∈D   nuqta     uchun
…………………………………	
f(z)=	1
2πi	∫
∂D	
f(ξ)	
ξ−	z	
(1)
tenglik o’rinli bo’ladi.
O’ng tomonda f(z) funksiyamizni faqat chegaradagi qiymatlar ishtirok qilyapti.
Demak golomorf funksiya o’zini chegaradagi qiymatlari bilan to’la aniqlanadi. Isbot:
Etarlicha kichiq    son uchun U	ρ=	{z:|z'−	z|<	ρ}   doirani qaraymiz 	(U	ρ⊆	D	) ,
u   holda  	
D	ρ=	D	{U	ρ¿ sohada  	
f(ξ)	
ξ−z   funksiya   2   ta   golomorf   funksiyaning   nisbati
sifatida   (maxraji   nolga   teng   emas)   golomorfdir   (hattoki  	
D	ρ     da   ham).   Ko’p
bog’lamli soha uchun Koshi teoremasiga ko’ra 	
∫
∂Dρ
f(ξ)	
ξ−	z	
dξ	=	0
 
yoki bundan
                                    
Endi  	
ρ→	0   da   o’ng   tomon  	2πif(z)   ga   intilsa   bas.   Shuni   ko’rsatamiz.   f(z)
funksiya   z   nuqtada   uzluksiz   bo’lganligi   uchun  	
∀	ε>0   songa   ko’ra,  	∃δ>0   ni	
|ξ−	z|=	ρ<δ
 bo’lganda 	|f(ξ)−	f(z)|<ε  tengsizlik bajariladi. 
   B undan  ρ→	0 da (3) ning chap tomoni nolga intilishi kelib chiqdi. (2) ni chap tomoni  
ga bog’lik emasligini hisobga olsak	
f(z)=	1
2πi	∫
∂Uρ	
f(ξ)	
ξ−	z	
dξ	=	1
2πi	∫
∂D	
f(ξ)	
ξ−	z	
dξ
ni hosil qilamiz. Shartga ko’ra 	
f(z)=	1
2πi	∫
∂D	
f(ξ)	
ξ−	z	
dξ
 
ekan.
Odatda (1) formulaga Koshining integral formulasi deyiladi.
Endi   Koshining   integral   formulasini   xususiy   holda,   chegarasi   aylanadan   iborat
soha   uchun   keltiramiz.   Kompleks   tekislik   C   da   ushbu	
D	=	{z∈	C	:|z−	z0|<r,r>0}
  doirani   qaraylik  	(z0∈C	) .   Ravshanki   bu   doiraning
chegarasi 	
∂	D	=	{z∈C	:|z−	z0|=	r,r>0}  aylana bo’ladi. 
Aytaylik f(z) funksiya 	
D  to’plamda berilgan bo’lsin.
Teorema:  (O’rta qiymat haqidagi teorema)
Agar 	
f(z)∈V	(D	)∩	C	(D	)  bo’lsa, u holda 	
f(z0)=	1
2π	∫
0
2π	
f(z0+re	iϕ)dϕ	(4)
formula o’rinli bo’ladi. 
Isbot:  Koshining integral formulasiga ko’ra	
f(z0)=	1
2πi	∫
∂D	
f(ξ)	
ξ−	z	
dξ	(5)
formula   o ’ rinli .
Ravshanki ,   markazi  	
z0∈C   nuqtada   radiusi   r   bo ’ lgan  	∂D   aylanada	
ξ=	z0+	re	iϕ	(0≤	ϕ≤	2π	)
  bo ’ lib  	dξ	=	ire	iϕdϕ   bo ’ ladi . 
Unda 	
∫
∂D	
f(ξ)	
ξ−	z	
dξ	=	∫
0
2π	f(z0+	re	iϕ)⋅ire	iϕ	
re	iϕ	dϕ=	i∫
0
2π	
f(z0+	re	iϕ)dϕ	(6) bo’ladi. (5) va (6) tenglikdan (4) tenglik kelib chiqadi.   Adabiyоtlar:
1. Шабат Б.В. Введение в комплексный анализ.    2-nashri, 1- ч .- М , “ Наука ”, 
1976.
2. Xudoyberganov G., Vorisov A., Mansurov X.    Kompleks analiz. (ma’ruzalar).  
T, “Universitet”,1998.
3. Sadullaev A., Xudoybergangov G., Mansurov X., Vorisov A., Tuychiev T.  
Matematik analiz kursidan misol va masalalar to’plami. 3-qism (kompleks analiz) 
“O’zbekiston”,2000.
4. Волковыский Л.И., Лунц Г.Л., Араманович И.Г.    Сборник задач по теории 
функций комплексного переменного.   3-  nashri . – М. “Наука”, 1975.

Koshining asosiy teoremasi. Analatik funksiyalar. Garmonik funksiyalar.Kosining integral formulasi. Reja: 1. Koshi integral teoremasi 2.Analitik funksiya 3.Garmonik funksiyalar 4.Koshining integral formulasi. Adabiyotlar

Koshi integral teoremasi Koshi integral teoremasi -kompleks o zgaruvchili funksiyalar nazariyasiningʻ fundamektal teoremasi. G (7.) — kompleks tekislikdagi bir boglamli D sohada ʻ aniqlangan golomors funksiya, u esa D sohada yotuvchi bo lakli silliq yopiq chiziq ʻ bo lsin. U holda bo ladi. Bu teorema O. Koshi tomonidan 1825-yilda e lon ʻ ʻ ʼ qilingap. Uning to la isbotiii 1884-yilla E. Gure bsrli. Koshi integral teoremasi t. ʻ golomorf funksiyalar xossalaryning asosiy harakteristikalarilap birini ifodalaydi. Uzluksiz funksiyalar uchun Koshi integral teoremasi t.ga teskari teoremaga Marera teoremasi deyiladi.ko rinishlagi integral; bunda u — to g rilaiuvchi yopiq egri ʻ ʻ ʻ chiziq, f(^) — kompleks o zgaruvchili funksiya bo lib, u u — chiziq bilan ʻ ʻ chegaralangan chekli D sohada golomorf va bu sohaning yopig i Oda uzluksizlir. ʻ Agar nuqta D sohaga tegishli bo lsa, u holda Koshi integral teoremasi f(g) ga teng ʻ bo ladi, ya ni D sohala golomorf va uning yopigi D la uzluksiz har qanday ʻ ʼ funkniyaning D soxadagi qiymati chegaralari qiymatlari orqali Koshi integral teoremasi vositasida ifolalanadi. Koshi integral teoremasinikg umumlashmalari Koshi tipidagi integrallardir. ularning ko rinishi ham Koshi integral teoremasi ko rikishila bo lali, lskik u egri ʻ ʻ ʻ chiziq yopiq bo lishi va f funksiya golomorf bo lishi shart emas, Koshi tipidagi ʻ ʻ iktegrallar matematik fizika va gidrolinamikaning ayrim masalalarini yechishda qo llaniladi. ʻ Analitik funksiya Analitik funksiya – matematikaning asosiy tushunchalaridan biri; f(z)=c +c (z-a) ₀ ₁ +c (z-a)²+c (z-a)³+... darajali qator yig indisi ko rinishida yozilishi mumkin ₂ ₃ ʻ ʻ bo lgan funksiya. Bundan Analitik funksiyaning istalgan tartibdagi hosilasi ham ʻ mavjudligi kelib chiqadi. Analitik funksiya sinfi yetarlicha keng bo lib, unga ʻ matematikada va uning tadbikdarida uchraydigan funksiyalarning ko pchiligi ʻ kiradi. Ayni paytda bu sinf bir qator ajoyib xossalarga ega. Avvalo, Analitik funksiya sinfi arifmetik, algebraik amallarga, limitga o tish amaliga nisbatan yopiq ʻ

sinfdir. Analitik funksiyalarni ikki turga bo'lish mumkin: haqiqiy va kompleks analitik funksiyalar. Xossalari. 1. Agar f(z)-kompleks o'zgaruvchili analitik funksiya bir bog lamli D sohadaʻ analitik bo lsa, ixtiyoriy yopiq γ ʻ ⊂ D kontur bo yicha olingan integral nolga teng. ʻ 2. Agar f(z)-kompleks o'zgaruvchili analitik funksiya bir bog lamli D sohada ʻ analitik bo lsa, D sohani chegarasida berilgan qiymatlar orqali sohani ichidagi ʻ qiymatlarini aniqlash mumkin. 3. Agar f(z)-kompleks o'zgaruvchili analitik funksiya bir bog lamli D sohada ʻ analitik bo lsa, uning haqiqiy va mavhum qismlari D sohada ʻ garmonik funksiya bo'ladi. Shu va boshqa xossalar Analitik funksiya sinfining muhim ob’ekt ekanligini ko rsatadi. Analitik funksiya nazariyasiga O. Koshi, B. Riman, K. Veyershtrass ʻ asos solgan. Garmonik funksiyalar Garmonik funksiyalar - Laplas tenglamasini kanoatlantiradigan biror sohada birinchi va ikkinchi tartibli hosilalari bilan uzluksiz bo lgan haqiqiy funksiyalar. ʻ Tarif n o'lchamli fazodagi D sohada aniqlangan ikki marta differensiallanuvchi u funksiya Δu=0 tenglamani qanoatlantirsa u holda u funksiya D sohada garmonik funksiya deyiladi. D sohada garmonik funksiyalar sinfi h(D) bilan belgilanadi. Xossalari 1. D sohada garmonik funksiya har qanday tartibli xususiy hosilalarga ega, ya'ni cheksiz marta differensiallanuchi bo'ladi. 2. Garmonik funksiyani D sohadagi S ⊂ D sfera bo'yicha o'rta qiymati S sfera markazidagi qiymatiga teng.

3. Garmonik funksiyani D sohadagi B ⊂ D shar bo'yicha o'rta qiymati B shar markazidagi qiymatiga teng. 4. Agar D ⊂ C kompleks tekislikdagi bir bog'lamli sohada u - garmonik bo'lsa u holda shunday f - D sohada analitik funksiya mavjudki u = Re f tenglik o'rinli. Muhim vektor maydonlarning potensiallari (mas, siqilmaydigan bir jinsli suyuqlik harakatida tezlik potensiali, jism ichida temperaturaning tarqalishi va b.) G.f. hisoblanadi. Ikki x, u o zgaruvchining G. f. i kompleks z = x + iy o zgaruvchiningʻ ʻ analitik funksiyasi / (x) bilan uzviy bog langan. Har bir i (x, u) G.f. biror analitik / ʻ (x) funksiyaning haqiqiy yoki mavhum qismi va, aksincha, ixtiyoriy analitik funksiyaning haqiqiy va mavhum qismlari G. f. bo ladi. G. f. nazariyasining eng ʻ muhim masalalari chegaraviy masalalardan ibo-rat. Bulardan biri Dirixle masalasi bo lib, bunda biror soha ichidagi G. f. soha chegarasida berilgan qiymatlariga ʻ asosan izlanadi. G. f. nazariyasining bu va b. chegaraviy masalalarini yechish uchun nazariy va amaliy jihatdan ahamiyati katta bo lgan turli usullar ishlab ʻ chiqilgan. G.f. nazariyasini fizika va texnika masalalariga tatbiq qilishda chegaraviy masalalarni sopli yechish usullarini ishlab chiqish juda muhim (qarang Matematik fizika tenglamalari). Koshining integral formulasi. Kompleks sonlar tekisligi C da D sohani qaraylik. Uning chegarasi ∂D silliq (bo’lakli silliq) chiziqdan iborat. Bu yopiq egri chiziq musbat yo’nalishda olingan bo’lsin. Aytaylik, D da f(z) funksiya aniqlangan bo’lsin. Teorema: Agar f(z)∈V (D )∩ C (D ) bo’lsa, u holda ∀ z∈D nuqta uchun ………………………………… f(z)= 1 2πi ∫ ∂D f(ξ) ξ− z (1) tenglik o’rinli bo’ladi. O’ng tomonda f(z) funksiyamizni faqat chegaradagi qiymatlar ishtirok qilyapti. Demak golomorf funksiya o’zini chegaradagi qiymatlari bilan to’la aniqlanadi.

Isbot: Etarlicha kichiq  son uchun U ρ= {z:|z'− z|< ρ} doirani qaraymiz (U ρ⊆ D ) , u holda D ρ= D {U ρ¿ sohada f(ξ) ξ−z funksiya 2 ta golomorf funksiyaning nisbati sifatida (maxraji nolga teng emas) golomorfdir (hattoki D ρ da ham). Ko’p bog’lamli soha uchun Koshi teoremasiga ko’ra ∫ ∂Dρ f(ξ) ξ− z dξ = 0 yoki bundan Endi ρ→ 0 da o’ng tomon 2πif(z) ga intilsa bas. Shuni ko’rsatamiz. f(z) funksiya z nuqtada uzluksiz bo’lganligi uchun ∀ ε>0 songa ko’ra, ∃δ>0 ni |ξ− z|= ρ<δ bo’lganda |f(ξ)− f(z)|<ε tengsizlik bajariladi. B undan