能展開成冪級數(見解析函數項級數)的函數。它是複變函數研究的主要物件。設f(z)是定義在平面開集D內的一個單值的複值函數,α是D內一點。若f(z)在α的一個鄰域內可表為以(z-<α)為項的冪級數
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,則稱
f(
z)在
α處是解析的;若
f(
z)在
D內處處是解析的,則稱
f(
z)為
D內的解析函數。
全純函數 又稱正則函數。歷史上對解析函數的研究是從多方面開始的。設f(z)是平面開集D內的復變函數,z是D內一點,若極限
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(1)
存在且有限,則稱
f(
z)在
z處可導,這個極限值記為
f′(
z),稱為
f(
z)在
z處的導數。這是實變函數導數概念在復平面上的形式推廣。不過這種推廣所蘊涵的內容十分豐富,這是因為(1)中的
z+
h乃是
z的二維鄰域內的任一點,極限(1)存在的條件就要強得多。
記
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則
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。若
f(
z)在
z處可導,則
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在(
x,
y)處可全微分並且滿足等式
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, (2)
習慣上稱此為柯西-黎曼方程。不過,
J.le R.達朗貝爾在流體力學的研究中早已獲得這組等式;而最早弄清復變函數可微條件的是
L.歐拉。所以這組等式又稱為達朗貝爾-歐拉方程。
設f(z)在D內連續,у是D內一路線,參數方程為z(t),0≤t≤1。復積分
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(3)
可視為路線у的泛函。A.-L.柯西研究瞭復積分(3)的值僅與路線端點有關的條件,他證明瞭:若
f(
z)在單連區域
D內處處有連續導數,則復積分
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的值將無關於у的選擇,而隻決定於у的端點(1825)。É.-J.-B.古爾薩改善瞭這個結論的條件,隻要求函數
f(
z)在
D內處處有導數(1900)。這是柯西理論的基礎。據此不難推出,圓域內處處可導的函數與該函數的復積分的值隻決定於路線的端點,是兩個等價的事實。從此,一個開集內的復變函數,如果處處有導數,則稱此函數為這個開集內的正則函數,受法語習慣的影響,也稱為全純函數。
柯西理論的一個重要結果是,正則函數在它的定義域內處處可表為收斂的冪級數;逆命題亦真。所以解析與正則是等價的。
外爾斯特拉斯意義下的解析函數 K.(T.W.)外爾斯特拉斯是以冪級數為出發點開展對解析函數研究的。設冪級數
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(4)
的收斂半徑是一正數,則在以
α為心的一個圓盤
Uα內得到瞭一個解析函數,記為
P(
z,
α)。對
Uα內另一點
b,
P(
z,
α)在
b處有冪級數表示,則在一個圓盤
U
b內也得到一個解析函數
P(
z,
b),而圓盤
U
b可能不完全包含於
Uα之中。在
Uα內取值
P(
z,
α)、在
U
b內取值
P(
z,
b)的函數稱為
P(
z,
α)從
α到
b的
解析開拓。對
U
b內任一點с,
P(
z,
b)在с處有冪級數表示,因而有
P(
z,
b)從
b到с的解析開拓。這樣,從冪級數(4)出發,沿著所有路線進行所有可能的解析開拓,便獲得一個外爾斯特拉斯意義下的解析函數。不過還應該指出,這種函數可能已非單值而是多值的瞭。
對於區間I上的實變函數f(t),若在I的任一點的適當鄰域內f(t)可以表示為一個收斂的冪級數,為鑒別起見,稱f(t)為I上的一個實解析函數。
調和函數與共軛調和函數 設f=u+iv是一解析函數,則u=u(x,y)與v=v(x,y)必在定義域內滿足拉普拉斯方程;u和v都是調和函數。兩調和函數u與v,若在定義域內處處滿足柯西-黎曼方程(2),則稱v是u的共軛調和函數。一般地說,一個調和函數不一定有單值的共軛調和函數。例如在z≠0上的調和函數log│z│的共軛調和函數是v(z)=argz,但在z≠0上它並非單值。