Math ClubMath Club
v1 · padrão canônico

Funções Analíticas e Equações de Cauchy-Riemann

Caracterização completa das funções analíticas pelas equações de Cauchy-Riemann. Funções harmônicas, conjugado harmônico e potencial complexo em escoamento fluido.

Used in: engenharia

Choose your door

Rigorous notation, full derivation, hypotheses

Funções Holomorfas: Teoria Formal

Equivalência com Cauchy-Riemann

Teorema (Cauchy-Riemann — Versão Precisa). Seja ΩC\Omega \subset \mathbb{C} aberto e f=u+iv:ΩCf = u + iv: \Omega \to \mathbb{C} com u,vC1(Ω)u,v \in C^1(\Omega). Então:

f eˊ holomorfa em Ω    ux=vy e uy=vx em Ωf \text{ é holomorfa em } \Omega \iff u_x = v_y \text{ e } u_y = -v_x \text{ em } \Omega

A hipótese C1C^1 é essencial: existem funções que satisfazem CR em um ponto mas não são diferenciáveis ali (Looman-Menchoff: CR q.t.p. + continuidade \Rightarrow holomorfia).

Operadores de Wirtinger

Introduza os operadores de Wirtinger:

z=12(xiy),zˉ=12(x+iy)\partial_z = \frac{1}{2}\left(\frac{\partial}{\partial x} - i\frac{\partial}{\partial y}\right), \quad \partial_{\bar{z}} = \frac{1}{2}\left(\frac{\partial}{\partial x} + i\frac{\partial}{\partial y}\right)

Então: ff é holomorfa     zˉf=0\iff \partial_{\bar{z}}f = 0 e nesse caso f(z)=zff'(z) = \partial_z f.

Harmônicas e Holomórfas

Teorema. Em domínio simplesmente conexo Ω\Omega, a correspondência uf=u+ivu \mapsto f = u+iv (com vv conjugado harmônico de uu, fixada em um ponto) é bijeção entre CC^\infty-harmônicas e holomorfas módulo constante imaginária pura.

Prova da existência de vv: Defina a 1-forma ω=uydx+uxdy\omega = -u_y\,dx + u_x\,dy. Então dω=(uyyuxx)dxdy=0d\omega = (-u_{yy}-u_{xx})\,dx\wedge dy = 0 pois Δu=0\Delta u=0. Em simplesmente conexo, ω\omega é exata: ω=dv\omega = dv para algum vv, e vx=uyv_x = -u_y, vy=uxv_y = u_x são exatamente CR.

To continue

Updated on 2026-05-28 · Author(s): Clube da Matemática

Found an error? Open an issue on GitHub or submit a PR — open source forever.