一次近似

実数関数において、微分係数は一次式による近似の比例定数を表していた。 つまり、上の微分係数の定義式は

limh0f(a+h)f(a)f(a)hh=0\lim_{h\to 0}\frac{f(a+h)-f(a)-f'(a)h}{h}=0

と同値である。 これは、

f(a+h)=f(a)+f(a)h+o(h) f(a+h)=f(a)+f'(a)h+o(h)

というhhについての一次式の近似を表していると解釈できる。 ここで、f(a)+f(a)hf(a)+f'(a)hhhについての実数係数の11次式である。

これと同様に考えると、f:CCf:\mathbb{C}\to\mathbb{C}の微分可能性は複素係数の11次式f(a)+f(a)hf(a)+f'(a)hによる近似可能性ということができる。

また22変数関数f:R2R2f:\mathbb{R}^2\to\mathbb{R}^2の微分可能性とも比較しよう。 こちらは成分が実数の22次正方行列AAにより

lim(h,k)0f(a+h)f(a)At(h,k)(h,k)=0 \lim_{(h,k)\to0}\frac{f(a+h)-f(a)-A{}^t(h,k)}{\lvert (h,k) \rvert}=0

となることであった。 こちらは複素関数の微分係数の定義と同様に、全ての近づき方を考える。

一方で複素数a+bia+bi倍を1,i1,iを基底として行列で表すと(abba)\begin{pmatrix}a&-b\\\\b&a\end{pmatrix}の形になる。 つまり、近似する行列の形に制約があるのが複素関数の微分の定義であると考えることができる。 このように、単にz=x+iyz=x+iyと表示した上での22変数関数としての微分可能性に比べて、 複素関数としての微分可能性の方が真に強い条件であることがわかる。