设是个解析函数,,令,则称和是互为共轭函数.
由于和的偏导数满足柯西—黎曼方程
, ,
若和的二阶导数都存在,且关于和的二阶混合偏导数是可交换的,对柯西—黎曼方程求导数,即得
,
因此,和都满足二维的拉普拉斯(Laplace)方程.
金惠敬.
我们称满足拉普拉斯方程的函数为调和函数. 以后,我们会知道,解析函数 的实部和虚部都是调和函数. 这里我们自然要问:给定调和函数或 ,我们能否到一个解析函数,使得所给的或 恰是的实部或虚部?答案是可能的. 若给定的函数或 是满足拉普拉斯方程的初等函数的一个简单组合,则这样的解析函数实存在的. 这时用下述米尔—汤姆松(Milne-Tomson)方法是非常方便的.
明史张溥传由于
,,
,
我们可将这等式看成是两个独立变量和的形式恒等式,置,有
=.
根据柯西—黎曼方程,,因此,若将和分别记为和,则我们有
.
将上式积分之,我们有
, 上网打电话(1—36)
其中是个任意常数.
类似地,若是给定的,令,,我们能证明:
, (1—37)
其中是个任意常数.
例如,设,则
,.
因此
,
故
.
下面我们将讨论可用调和函数描述的一些物理现象.
一、定状态的热传导方程问题
我们知道,热通过物体的传导是能量被转移. 在物体内每一点处热能流动的时间比率能用向量来表示. 在一般情况下,这个向量的长度和方向不随点的位置而变化,而且还随时间而改变. 我们仅限于讨论稳定状态问题,即着热流响亮与时间无关. 这样,在物体内的热传导强度就由时间坐标的向量函数给出. 这样的函数通称为向量场. 在现在情况下,这个向量场成为热流密度场,记为.
由于它与复变理论有紧密地联系,我们这里只讨论二维热流问题,这就是说,这向量场中的向量都平行于某一个平面∏,并且在垂直于∏的任何一条直线上所有的点处,这个场中的向量(就大小与方向来说)都是相等的. 显然,在所有的平行于∏的平面内,这个向量场的情形都完全相同,因此,这个向量场可以由位于平面∏内的向量所构成的一个龙感湖农场平面向量场来完全表示出来. 说到平面内的一条曲线,是意味着一个柱面,而一个区域是意味着一个柱体. 我们把平面∏看成复平面. 现在我们来讨论二维未定热流问题,其边界去面如图1.5所示. 这平板的上下界面被假定是完全绝缘的,没有热量被这绝缘表面所吸收或散发,这平板侧面界面的某部分曲面余热原湘莲(它发出热能),区域的曲面是绝缘的. 热能不可能流进人和绝缘的曲面. 这样,热能密度向量奖杯假定是与任何绝缘边界向切的. 由于假定热源和热沟的性质与坐标轴是无关的,垂直于平面,所以,平板内的向量场仅依赖于变量和. 平板上、下街面的绝缘性保证只有沿轴和95年高考语文第一题轴的分量,就是说,有分量和. 于是便可表示成下述复热流密度形式:
. (1—38)气瓶水压试验
其中,和也都是复数 的函数. 由此可见,二维热能稳定热传导问题只与复数有关.
由于通过任何曲线的热能量是单位时间内通过该曲线的热能的流量,则通过微分弧长的微分热流量为
, (1—39)
其中,是在的外法线方向上的分量;积分
(1—40)
表示向量场经过曲线的热流量,其中是曲线的弧长的微分. 如果用和表示沿曲线的微分,则,其中表示切于曲线的单位向量. 若用表示垂直于曲线的单位向量,则,于是,,所以,(1—40)是可以写成
. (1—41)
热流量的面密度,记经过曲线的热流量对这闭曲线所围面积的比值,当区域收缩成点时所取的极限值,称为向量场在点的散度:
. (1—42)
但是,根据格林(Green)定理,有
. (1—43)
显然
. (1—44)
若在点处,,则称点为流源(有时只有在的情形才称为流源,而使的点称为流沟). 如果在一个区域内的每一个点处都有
=0. (1—45)