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《复变函数论》试题库答案

试卷一至十四参考答案

《复变函数》考试试题(一)参考答案

一. 判断题

1.×2.√ 3.√ 4.√ 5.√ 6.√ 7.×8.×9.×10.× 二.填空题 1. 21

01

i n n π=??

≠? ; 2. 1; 3. 2k π,()k z ∈; 4. z i =±; 5. 1

6. 整函数;

7. ξ;

8. 1

(1)!

n -; 9. 0; 10. ∞.

三.计算题.

1. 解 因为01,z << 所以01z <<

111()(1)(2)12(1)2

f z z z z z ==-

----001()22n

n n n z z ∞

∞===-∑∑. 2. 解 因为

2

2

2

12Re ()lim

lim 1cos sin z z z z s f z z z π

ππ

π

→=

+

===--, 2

2

2

12Re ()lim

lim 1cos sin z z z z s f z z z

π

ππ

π

→-

→-=-

-

===-. 所以

22

2

1

2(Re ()Re ()0cos z z z dz i s f z s f z z πππ==-=

=+=?. 3. 解 令2

()371?λλλ=++, 则它在z 平面解析, 由柯西公式有在3z <内, ()

()2()c f z dz i z z ?λπ?λ=

=-?.

所以1(1)2()2(136)2(613)z i f i i z i i i π?ππ=+''+==+=-+. 4. 解 令z a bi =+, 则 222222

122(1)2(1)211111(1)(1)(1)z a bi a b

w z z a b a b a b

-+-+=

=-=-=-+++++++++.

故 2212(1)Re(

)11(1)z a z a b -+=-+++, 2212Im()1(1)z b

z a b

-=+++. 四. 证明题.

1. 证明 设在D 内()f z C =.

令2

222(),()f z u iv f z u v c =+=+=则. 两边分别对,x y 求偏导数, 得 0(1)

0(2)x x y

y uu vv uu vv +=??

+=?

因为函数在D 内解析, 所以,x y y x u v u v ==-. 代入 (2) 则上述方程组变为

00

x x x x uu vv vu uv +=??

-=?. 消去x u 得, 22

()0x u v v +=. 1) 若2

2

0u v +=, 则 ()0f z = 为常数.

2) 若0x v =, 由方程 (1) (2) 及 ..C R -方程有0,x u = 0y u =, 0y v =. 所以12,u c v c ==. (12,c c 为常数). 所以12()f z c ic =+为常数. 2.

证明()f z =

0,1z =. 于是割去线段0Re 1z ≤≤的z 平面内变点就

不可能单绕0或1转一周, 故能分出两个单值解析分支.

由于当z 从支割线上岸一点出发,连续变动到0,1z = 时, 只有z 的幅角增加π. 所以

()f z =2

π

. 由已知所取分支在支割线上岸取正值, 于是可认为该分支在上岸之幅角为0, 因而此分支在1z =-的幅角为2

π

,

故2(1)i f e π-==.

《复变函数》考试试题(二)参考答案

一. 判断题.

1.√ 2.×3.√ 4.√ 5.×6.×7.×8.√ 9.×10.×. 二. 填空题 1.1,2π

-

, i ; 2. 3(1sin 2)i +-; 3. 2101i n n π=??≠?

; 4. 1; 5. 1m -. 6. 2k i π,()k z ∈. 7. 0; 8. i ±; 9. R ; 10. 0. 三. 计算题

1. 解 3212163

3

00

(1)(2)(1)2sin(2)(21)!(21)!n n n n n n n z z z n n +++∞

∞==--==++∑∑.

2. 解 令i z re θ

=.

则22

(),(0,1)k i

f z k θπ+=

==.

又因为在正实轴去正实值,所以0k =.

所以4

()i

f i e

π=.

3. 单位圆的右半圆周为i z e θ

=, 2

2

π

π

θ-

≤≤

.

所以222

2

2i

i i i

z dz de e

i ππ

θ

θππ

---

===?

?.

4. 解

dz z z

z ?

=-2

2

)2

(sin π

2

)(sin 2ππ=

'

=z z i 2cos 2π

π=

=z z

i =0.

四. 证明题.

1. 证明 (必要性) 令12()f z c ic =+,则12()f z c ic =-. (12,c c 为实常数). 令12(,),(,)u x y c v x y c ==-. 则0x y y x u v u v ====. 即,u v 满足..C R -, 且,,,x y y x u v u v 连续, 故()f z 在D 内解析. (充分性) 令()f z u iv =+, 则 ()f z u iv =-, 因为()f z 与()f z 在D 内解析, 所以

,x y y x u v u v ==-, 且(),()x y y y x x u v v u v v =-=-=--=-.

比较等式两边得 0x y y x u v u v ====. 从而在D 内,u v 均为常数,故()f z 在D 内为常数.

2. 即要证“任一 n 次方程 1

01100

(0)n n n n a z a z a z a a --++???++=≠ 有且只有 n 个

根”.

证明 令1

011()0n n n n f z a z a z a z a --=++???++=, 取10max ,1n a a R a ??+???+??

>?

?????

, 当z

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