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1、
福師12秋《復變函數(shù)》練習題
注:
1、本課程練習題所提供的答案僅供學員在學習過程中參考之用,有問題請到課程論壇提問。
一、單項選擇題
1.2sini=( )
A. B.
C. D.
答案:D
2.函數(shù)在復平面上( )
A.處處不連續(xù) B.處處連續(xù),處處不可導
C.處處連續(xù),僅在點z=0可導 D.處處連續(xù),僅在點z=0解析
答案:C
3.設C是繞點的正向簡單閉曲線,則 ( )
A. B. C. D.0
答案:C
4.,分別是正向圓周與,則 ( )
A. B.cos2
C.
2、0 D.sin2
答案:D
二、填空題
1. 設,則________。
考核知識點:復數(shù)代值。
2.設是解析函數(shù).若,則______.
考核知識點:解析函數(shù)的導數(shù)。
3. 設C為正向圓周,則 .
考核知識點:柯西積分公式。
4.冪級數(shù)的收斂半徑為_________.
考核知識點:冪級數(shù)的收斂半徑。
5. = .
考核知識點:復數(shù)的乘冪。
提示:
6.設為的極點,則____________________.
考核的知識點:函數(shù)的極點。
7. 設,則的零點個數(shù)為 .
考核知識點:零點的定義。
3、
8. 函數(shù)在點處的留數(shù)為______________.
考核知識點:留數(shù)的定義。
9.方程z5+4z3-1=0在單位圓|z|<1內(nèi)有________個根.
考核知識點:復數(shù)根的求法。
三、判斷題(正確的在括號內(nèi)打“√”,錯的打“”)
1.互為共軛的兩個復數(shù)的模相等.( )
答案:√
2.sin z的周期為.( )
答案:
3.若函數(shù)f(z)在z0解析,則f(z)在z0連續(xù). ( )
答案:√
4.若是的階零點,則是的階極點.( )
答案:√
5.函數(shù)在可去奇點處的留數(shù)為0.( )
答案:
四、完成下列各題
1.
4、計算.
考核知識點:對數(shù)函數(shù)。
2. 函數(shù)是否為解析函數(shù)?求出其導數(shù).
考核知識點:解析函數(shù)。
提示:不是解析函數(shù),因為滿足C-R條件的只有兩個點,不成區(qū)域。
3. 已知u=,求出相應的解析函數(shù)f(z)=u+iv.
考核知識點:解析函數(shù)。
提示:利用柯西-黎曼方程來求解。
4. 將在以內(nèi)展開為羅朗級數(shù).
考核知識點:解析函數(shù)的洛朗展式。
5. 已知,求.
考核知識點:柯西積分公式。
提示:
6. 求在處的泰勒展開式.
考核知識點:泰勒展式。
7. 討論函數(shù)f(z)=的奇點(包括無窮遠點)及其類型.
考核的知識點:函數(shù)的奇點的類型。
提示:令可得,故它為的
5、孤立奇點. 為的一級零點。
8. 求.
考核知識點:柯西積分公式。
9. 設是的共軛調(diào)和函數(shù),問是不是的共軛調(diào)和函數(shù)?判斷并給出理由.
考核知識點:共軛調(diào)和函數(shù)的定義。
五、用留數(shù)計算積分:.
考核知識點:用留數(shù)計算積分。
提示:函數(shù)在的圓周內(nèi)只有一階極點。
六、求把平面的單位圓變?yōu)槠矫娴膯挝粓A的線性變換,使.
考核知識點:分式線性變換。
提示:由,分式線性變換把變到。
七、證明:若積分路徑不經(jīng)過,則
考核知識點:柯西定理。
提示: 積分路徑繞過,由柯西定理知:
福師12秋《復變函數(shù)》輔導課件知識點和例題整理
第一講
知識點:
第一章
6、復數(shù)與復變函數(shù)
復數(shù)的三種表示、(主)輻角、復數(shù)的運算(乘方、開方)
第二章 解析函數(shù)
解析、初等多值函數(shù)
在復平面上處處連續(xù)、0處可導、無解析性
柯西-黎曼條件
第三章 復積分的簡單概念和性質(zhì)
1.柯西積分定理:若函數(shù)在復平面的單連通區(qū)域內(nèi)解析,則函數(shù)在該連通區(qū)域內(nèi)的任意圍線上的積分等于零。
2.重要積分:a為圍線c(c可以是圓周也可以是任意圍線)內(nèi)部的一點
3.柯西積分公式:函數(shù)f(z)在區(qū)域D上解析,在區(qū)域D及邊界C所成的閉域上連續(xù),則在邊界C上
7、有
4. 高階導數(shù)公式:函數(shù)f(z)在區(qū)域內(nèi)解析,在閉域上連續(xù),則在區(qū)域內(nèi)與各階導數(shù)
5.在滿足柯西黎曼條件的兩個調(diào)和函數(shù)(二元函數(shù)關于兩個變量的二階偏導的和為零)u、v中,u稱為v的共軛調(diào)和函數(shù)。
從已知解析函數(shù)的實部求虛部
已知調(diào)和函數(shù),求共軛調(diào)和函數(shù)。
及解析函數(shù)
第四章 解析函數(shù)的冪級數(shù)表示法
一個解析函數(shù)如何在指定點展開成一個冪級數(shù)(牢記幾個基本公式)
解析函數(shù)的零點的級主要通過“求導”和“表示為
8、
的形式”的方法做。
注意與奇點中極點的級的判別的對比、整理。(函數(shù)的零點首先必須是函數(shù)的解析點)
的零點個數(shù)為2。
第五章 解析函數(shù)的羅朗展式與孤立奇點
在內(nèi)展開成羅朗級數(shù)
在內(nèi)展開成羅朗級數(shù)
求 的奇點及類型。
且均為一級零點,從而為f(z)的一級極點,
因此無窮遠點是非孤立奇點。
第六 章 留數(shù)理論及其應用
一、基本概念
注意前提——僅在孤立奇點處,并且區(qū)分有限點和無窮遠點,因此,留數(shù)的計算也區(qū)分有限點和無窮遠點。
9、
二、求留 數(shù)的方法(重點)
(一)、在孤立奇點為有限點時
1、若a為可去奇點,則留數(shù)為0;
2、若a為本質(zhì)奇點,或者a的類型不明確,則留數(shù)為函數(shù)的羅朗展式中z-a的-1次冪項系數(shù)①(一般方法);
3、若a為極點,先求極點的級數(shù):
若為一級極點,則
若為二級極點,則;
若為n>2級極點,則
(這個公式涉及高階導數(shù)公式,并不常用,而更常用一般方法,即①)。
(二)在無窮遠點時
1、當無窮遠點為f(z)的至少二級零點時,留數(shù)為0;
3、一般方法②,即求函數(shù)在無窮遠點的羅
10、朗展式的z的-1次冪項的系數(shù)的相反數(shù)。
(三)留數(shù)和定理
若函數(shù)在擴充復平面上只有有限個孤立奇點(包括無窮遠點在內(nèi)),則函數(shù)在各點的留數(shù)總和為零。
f(z)僅有z=a,z=b及無窮遠點三個孤立奇點,
第二講
知識點:
三、利用留數(shù)求積分(重點)
(一)復積分
1、Cauchy留數(shù)定理 f(z)在圍線或復圍線C所圍區(qū)域D內(nèi),除外解析,在閉域上外連續(xù),則
四、輻角原理及其應用
1、輻角原理:若函數(shù)f(z)在圍線C上解析且不為0,在圍線C內(nèi)部除可能有極點外是解析的,則
2、Rouche定理(又稱
11、零點個數(shù)比較定理):函數(shù)f(z)與g(z)在圍線C的內(nèi)部均解析且連續(xù)到C,在C上 ,則函數(shù)f(z)與f(z)+g(z)在C的內(nèi)部有同樣多(幾級算幾個)的零點,即
第七章 保形變換
1、求將上半平面保形變換為上半平面的分式線性變換——a、b、c、d均為實數(shù)且ad-bc>0
2、把上半平面保形變換成單位圓內(nèi)部,并把上半z平面的指定的某一點a變?yōu)閣平面單位圓的圓心的分式線性變換
3、把z平面的單位圓保形變換成w平面的單位圓的保形變換,并使指定的z平面的單位圓內(nèi)某一點a變?yōu)閣平面的單位圓圓心的分式線性變換
例題解析:
1、
12、
2、
(二)實積分
3、
4、
5、
6、
7、
8、
9、 求把上半z平面變?yōu)樯蟱半平面,且使0,1, 無窮遠點變?yōu)?,無窮遠點和0的分式線性變換。
方法一 設
方法二 由交比不變性
10、 求把單位圓變?yōu)閱挝粓A,使1成為不動點,使1+i變?yōu)闊o窮遠點的分式線性變換。
11、 求將z平面的單位圓變?yōu)閣平面的單位圓的分式線性變換w=f(z), 并滿足:
解