Funkcja zespolona zmiennej zespolonej

Zasugerowano, aby zintegrować ten artykuł z artykułem Funkcja zespolona .
Uzasadnienie:  wąski zakres tematyczny, precedens w artykule funkcja rzeczywista

Funkcja zespolona zmiennej zespolonej – funkcja zespolona, której dziedziną jest podzbiór zbioru liczb zespolonych: f : X C , X C . {\displaystyle f\colon X\to \mathbb {C} ,X\subseteq \mathbb {C} .}

Przyjmując z = x + i y , {\displaystyle z=x+iy,} gdzie x , y R , {\displaystyle x,y\in \mathbb {R} ,} a i {\displaystyle i} jest jednostką urojoną, funkcję zespoloną zmiennej zespolonej f ( z ) {\displaystyle f(z)} można przedstawić w postaci

f ( z ) = f ( x + i y ) = u ( x , y ) + i v ( x , y ) , {\displaystyle f(z)=f(x+iy)=u(x,y)+iv(x,y),}

gdzie u ( x , y ) {\displaystyle u(x,y)} i v ( x , y ) {\displaystyle v(x,y)} są pewnymi funkcjami rzeczywistymi dwóch zmiennych rzeczywistych x {\displaystyle x} i y . {\displaystyle y.} Funkcję u ( x , y ) {\displaystyle u(x,y)} nazywamy wtedy częścią rzeczywistą funkcji f ( z ) , {\displaystyle f(z),} natomiast funkcję v ( x , y ) {\displaystyle v(x,y)} częścią urojoną funkcji f ( z ) : {\displaystyle f(z){:}}

u ( x , y ) = re f ( z ) = f ( z ) , {\displaystyle u(x,y)=\operatorname {re} \;f(z)=\Re f(z),}
v ( x , y ) = im f ( z ) = f ( z ) . {\displaystyle v(x,y)=\operatorname {im} \;f(z)=\Im f(z).}

Przykład

W przypadku funkcji

f ( z ) = z 2 {\displaystyle f(z)=z^{2}}

jest

f ( z ) = z 2 = ( x + i y ) 2 = x 2 + 2 i x y y 2 = x 2 y 2 + 2 i x y , {\displaystyle f(z)=z^{2}=(x+iy)^{2}=x^{2}+2ixy-y^{2}=x^{2}-y^{2}+2ixy,}

zatem

u ( x , y ) = x 2 y 2 , {\displaystyle u(x,y)=x^{2}-y^{2},}
v ( x , y ) = 2 x y . {\displaystyle v(x,y)=2xy.}