题目
复变函数 f(z) = e^z 和实变量函数 g(x) = e^x 的性质有什么相似和不同之处?试举出三点.
复变函数 $f(z) = e^z$ 和实变量函数 $g(x) = e^x$ 的性质有什么相似和不同之处?试举出三点.
题目解答
答案
相似之处:
- 指数增长性质:实函数 $ g(x) = e^x $ 随 $ x $ 增大指数增长,复函数 $ f(z) = e^z $ 随 $ z $ 的实部增大指数增长(模值)。
- 导数性质:两者导数均为自身,即 $ g'(x) = e^x $,$ f'(z) = e^z $。
- 解析性:两者在定义域内均解析,可展开为泰勒级数。
不同之处:
- 定义域与值域:实函数定义域为 $\mathbb{R}$,值域为 $(0, +\infty)$;复函数定义域为 $\mathbb{C}$,值域为 $\mathbb{C} \setminus \{0\}$。
- 周期性:实函数非周期,复函数周期为 $ 2\pi i $(即 $ f(z + 2\pi i) = f(z) $)。
- 单调性:实函数单调递增,复函数无单调性(复数无自然顺序)。
$\boxed{\begin{array}{ccc}\text{相似} & \text{不同} \\\hline\text{指数增长} & \text{定义域/值域} \\\text{导数为自身} & \text{周期性} \\\text{解析性} & \text{单调性} \\\end{array}}$