複素関数論

正則関数のテイラー展開(べき級数展開)可能性とその証明

正則関数は,定義域に含まれる任意の開円板上で常にテイラー展開(べき級数展開)可能です。これは実関数にない大変強力な性質で,正則関数なら,ある1点の値とそのn階微分の値から,開円板上の全ての値が決まるということです。このことを,コーシーの積分公式を用いて証明しましょう。
複素関数論

モレラの定理とその証明・応用例

モレラの定理とは,任意の周回積分の値が0ならばその複素関数は正則であるという複素関数論における定理です。モレラの定理は,関数が正則であることを微分ではなく積分で示せるという点で強力です。モレラの定理の証明と,その応用例を紹介しましょう。
複素関数論

コーシーの積分公式と正則関数は無限回微分可能な証明

コーシーの積分公式は,ある1点の関数の値を,その周りの領域における線積分で求めるという画期的な公式であり,これにより,正則関数が無限回微分可能であることとその積分表示が証明できます。これらの2つの定理について証明を解説し,最後に具体例も見ましょう。
複素関数論

コーシーの積分定理とその証明を一気に紹介~三角形分割を用いて~

複素関数論におけるコーシーの積分定理は,正則関数の威力を示す入り口の定理です。微分の連続性を仮定すればグリーンの定理から簡単に証明可能ですが,ここではそれを仮定せず,三角形分割によるグルサの補題を経由して,単連結領域上のコーシーの積分定理を厳密に証明しましょう。
複素関数論

一般二項展開とそれを用いたマクローリン展開の例

高校数学で学ぶ二項定理による多項式の展開公式は,指数部分が正の整数の場合に限られていました。この指数を一般の複素数にまで拡張したものが一般二項展開です。この展開は,(1+z)^αにおけるマクローリン展開の表現にもなっています。一般二項展開の定義と,その具体例・証明について分かりやすく解説していきましょう。
複素関数論

【複素積分】複素線積分とは~定義と例を詳しく~

複素関数の,複素平面上における線積分・弧長積分を定義し,その初等的な計算例を紹介します。さらに最後に,複素関数における微分積分学の基本定理ともいえる定理を証明します。
微分積分学(大学)

グリーンの定理とその具体例・証明を簡潔にわかりやすく

微分積分学,ベクトル解析におけるグリーンの定理とは,x,y軸方向の線積分を,面積分に置き換える公式です。グリーンの公式ということもあります。グリーンの定理を使うことで,積分計算を簡略化できることがあります。グリーンの定理について,その具体例と証明を簡潔に分かりやすく紹介しましょう。
微分積分学(大学)

線積分の定義と具体的な計算手法を解説

線積分とは,R^2やR^n内の曲線上に沿って,関数を積分することです。最初に習うシンプルな積分は,x軸に沿った積分ですが,それが,曲線に変わるのです。線積分は,スカラー値関数の線積分(スカラー場の線積分)とベクトル値関数の線積分(ベクトル場の線積分)がありますから,両方紹介しましょう。
微分積分学(大学)

区分的C1級関数・区分的C1級曲線とは

区分的C1級関数とは,有限個の区間に区切ると,それぞれがC1級関数になっているような連続関数のことをいいます。区分的C1級曲線とは,有限個の区間に区切ると,それぞれがC1級曲線になっているような連続曲線のことをいいます。数式で定義しましょう。
微分積分学(大学)

べき級数における項別積分・項別微分

項別積分とは,「無限和の積分は,積分の無限和と等しい」という定理で,項別微分とは,「無限和の微分は,微分の無限和と等しい」という定理です。項別積分は無限和と積分の交換定理で,項別微分は無限和と微分の交換定理です。もっと言うと,無限和は有限和の極限,微分は差分の極限の形でかけるので,項別積分は極限と積分の交換定理で,項別微分は極限と極限の交換定理です。これについて,証明と具体例を紹介しましょう。