
其中 (𝑥
0
, 𝑦
0
) 是 𝐷 内任意给定的点
需要注意的是, 需要将这种方式写出来的函数写为 𝑧 的形式, 即将右端的 𝑥, 𝑦 全部换为 𝑧. 一般的做法是
待定系数法, 即先推测函数的形式, 设出其系数, 在比较得到. 比如
𝑓 (𝑧) =
1
2
𝑥
2
− 4𝑥𝑦 − 𝑦 −
1
2
𝑦
2
+ 𝐶 + 𝑖
2𝑥
2
− 2𝑦
2
+ 𝑥 + 𝑥𝑦
推测其为多项式函数, 可以设其为
𝑓 (𝑧) = 𝑎𝑧
2
+ 𝑏𝑧 + 𝑐
代入 𝑧 = 𝑥+𝑖𝑦 再比较系数即可得到 𝑓 (𝑧), 当然也可以
令 𝑦 = 0, 此时各项 𝑥 前方的系数就是对应 𝑧 的系数
,
由此便可得到
𝑓 (𝑧) =
1
2
+ 2𝑖
𝑧
2
+ 𝑖𝑧 + 𝐶
若目标是求出 𝑓 (𝑧), 则也可以利用 𝐶 − 𝑅 方程. 假设已知 𝑣(𝑥, 𝑦), 那么
𝜕𝑢
𝜕𝑥
=
𝜕𝑣
𝜕𝑦
那么就可以得到 𝑓
′
(𝑧)
𝑓
′
(𝑧) =
𝜕𝑢
𝜕𝑥
+ 𝑖
𝜕𝑣
𝜕𝑥
再积分即可得出 𝑓 (𝑧)
2 调和函数性质与狄利克雷问题
2.1 调和函数的平均值公式
设实函数 𝑢(𝑧) 是闭圆 𝐷 :
|
𝑧 − 𝑧
0
|
≤ 𝑅 上的调和函数 (此处 𝑢(𝑧) 表示二元实函数), 则
𝑢(𝑧
0
) =
1
2𝜋𝑅
𝐶
𝑢(𝑧)𝑑𝑠 , 𝐶 :
|
𝑧 − 𝑧
0
|
= 𝑅
即调和函数在圆心的值等于它在圆周上的平均值. 证明只需要设 𝑓 (𝑧) = 𝑢(𝑧) + 𝑖𝑣(𝑧), 由解析函数的平均值
公式比较实部即证
2.2 极值原理
设 𝑢(𝑥, 𝑦) 是一个有界域 𝐷 内的调和函数, 且 𝑢 在 𝐷 = 𝐷 + 𝐶 上连续,𝐶 为 𝐷 的边界,𝑢 在 𝐷 上不
恒等于常数, 则 𝑢(𝑥, 𝑦) 能且只能在 𝐷 边界 𝐶 上取得 𝐷 上的最大值和最小值
由于 𝑢 为调和函数, 那么存在调和函数 𝑣 使得 𝑓 (𝑧) = 𝑢 + 𝑖𝑣 是解析函数