复变函数期末复习
一 知识点
1第一章主要掌握复数的四则运算,复数的代数形式、三角形式、指数形式及其运算。 2 第二章主要掌握函数的解析性,会判断函数是否是解析函数,会求解析函数的导数。 3 第三章掌握复变函数积分的计算,掌握柯西积分公式,掌握解析函数与调和级数的关系。 4 第四章掌握复数项级数的有关性质,会把一个函数展开成泰勒级数。 5 第五章掌握将函数展开为洛朗级数,掌握孤立奇点的分类及判断。
6 第六章掌握留数的计算,掌握用留数计算积分,掌握利用留数计算三类实积分。 二 例题选讲
1求i
3的值。 知识点:利用定义bLna b
e a
=。
解
i 3=3
iLn e
=
)
23(ln πk i i e
+=
3
ln 2i k e
+-π=
)3ln sin 3ln (cos 2i e k +-π。 2
设1||
=z ,试证:
1___
__
=++b
az a z b 。知识点:复数,复数的模,共轭复数之间的关系。2__
2
__||||z z z z ==
证明:由1||
=z 得,1__
=z z ,
b
az z
z a z b b az a z b ++=
++__
__________
=
b
az z
z a b ++)(__
_____=
1)()(________
_______=++=++b
az z
az b b az z z a b
3求
2
sin Arc 的值。知识点:初等函数的定义,函数值的计算,
)
1(sin 2z iz iLn z Arc -+-=,
)1(cos 2z i z iLn z Arc -+-=
解:
)
32(2sin i i iLn Arc ±-= =
i
iLn )32(±-=
i k i i ππ
22
)32[ln(++
±-
=)32ln(2
2±--
i k π
π
,,...2,1,0±±=k
4 证明)|||(|2||||2221221221z z z z z z +=-++。
证明)|||(|2||||
2221221221z z z z z z +=-++。
知识点:复数模的计算,复数模共轭复数的关系__
2
||z z z =。
证明:))(())((||||
________
2121________
21212
212
21z z z z z z z z z z z z --+++=-++
=__
212__
12__
21__
11__
22__
12__
21__
11z z z z z z z z z z z z z z z z +--++++ =)|||(|22221z z +。
5 设
321,,z z z 三点适合条件1||||||,0321321====++z z z z z z ,试证明321,,z z z 三点是一个内接于单位圆周
1||=z 的正三角形的顶点。
知识点:利用平行四边形公式)|||(|2||||
2221221221z z z z z z +=-++。
解:由0321=++z z z 得321z z z -=+,2212221212||)|||(|2||z z z z z z +-+=-=31)11(2=-+ 所以3||
12=-z z ,同理3||13=-z z ,3||23=-z z ,所以321,,z z z 三点是一个内接于单位圆周1||=z 的
正三角形的顶点。 6 求极限z
z z
z z z sin cos lim 0
--→。知识点:这是
0型,用洛必达法则。
解
z z z z z z sin cos lim
--→=)sin ()cos (lim 0'-'-→z z z z z z =z z z z z cos 1sin cos 1lim 0
-+-→=)cos 1()sin cos 1(lim 0'-'+-→z z z z z =z z
z z z sin cos sin 2lim
0+→=3。 7 试证明
y x i y x z f sinh sin cosh cos )(-=在z 平面上解析,并求导其导数。
知识点:利用柯西—黎曼条件,利用双曲函数的定义。
2
sinh ,2cosh y
y y y e e y e e y ---=
+=
解:y x y x v y x y x u sinh sin ),(,cosh cos )
,(-==,
y x x
u
cosh sin -=??,y x y u sinh cos =?? y x x
v
sinh cos -=??,y x y v cosh sin -=??,以上四个偏导数在复平面上连续,且满足柯西—黎曼条件x v
y u y v x u ??-=????=??,,y x i y x z f sinh sin cosh cos )(-=在z 平面上解析,其导数为 )sinh cos cosh sin )(y x i y x y
v
i x u z f --=??+??=
'。 8验证233)
,(xy x y x u -=是z 平面上的调和函数,并求以),(y x u 为实部的解析函数)(z f ,使得i f =)0(。知识点:
调和函数的定义,调和函数和解析函数的关系。
解 由2
3
3),(xy x y x u -=得2
233y x x u -=??,xy y u 6-=??, x x u 622=??,x y
u 622-=?? 所以02
222=??+??y u x u ,所以2
33),(xy x y x u -=是z 平面上的调和函数.由柯西—黎曼条件x v y u y v x u ??-=????=??,得dx y
u
dx x v y x v ??
??-=??=),(=
?+=)
(362
y y x xydx φ,
)(32y x y
v
φ'+=??所以
2
3)(y y -='φ,
C y y +-=3)(φ,从而
)(z f 233xy x -=)
3(32C y y x i +-+,由
i f =)0(得
1
=C ,所以
)(z f 233xy x -=)13(32+-+y y x i 。
9 设函数
)(z f 在区域D 内解析,试证:2222
22|)(|4|)(|)(z f z f y
x '=??+??
知识点:解析函数的导数的计算。 解:设函数
),(),()(y x iv y x u z f +=,则
),(),(|)(|222y x v y x u z f +=,
x
v y x v x u y x u z f x ??+??=??),(2),(2|)(|2, y
v
y x v y u y x u z f y ??+??=??),(2),(2|)(|2, 222222222)(22)(22|)(|x v x v v x u x u u z f x ??+??+??+??=??22
22222
2)(22)(22|)(|y v y
v v y u y u u z f y ??+??+??+??=?? 而解析函数的实部与虚部是调和函数,
02
222=??+??y u
x u ,
02
222=??+??y v
x v 所以有
2222
22|)(|4|)(|)(z f z f y
x '=??+??。 11试证
)sin (cos )(y i y e z f x +=在复平面上解析,并求其导数。
知识点:利用柯西—黎曼条件判断函数的可导性与解析性。 证明:
y
e y x v y e y x u x x sin ),(,cos ),(==,
y e x
u
x cos =??,
y e y
u
x sin -=??,
y e x
v
x sin =??,
y e y
v
x cos =??,以上四个偏导数在复平面上连续,且满足柯西—黎曼条件
x
v y u y v x u ??-=????=??,,所以
)sin (cos )(y i y e z f x +=在复平面上解析,其导数为)sin (cos )(y i y e y
v
i x u z f x +=??+??=
'。 12验证x
y
y x v arctan
)
,(=在右半平面内是调和函数,其中0>x 。
知识点:调和函数的定义,解析函数和调和函数的关系。
解:
2
22
221y x y x
y x y x v +-=+-
=??,
2
22
211
y x x x
y x y v +=+=??,2
222222222)(2,)(2y x xy y v y x xy x v +-=
??+=??,于是
2
222=??+??y v
x v ,因此x y y x v arctan ),(=在右半平面内是调和函数。
13 设函数
)(z f 在0z 解析,并且它不恒为常数.证明:若0z 为)(z f 的m 阶零点的充要条件是0z 为
)
(1
z f 的m 阶极点. 知
识点;极点和零点的关系。 证明:若0z 为
)(z f 的m 阶零点,则()z g z z z f m )()(0-=,其中)(z g 在点0z 的某个邻域内解析且0)(0≠z g ,所
以
)(1
)(1)(10z g z z z f m -=
,
)(1z g 在点0z 的某个邻域内解析且0)(10≠z g ,所以0z 为)
(1
z f 的m 阶极点.
14将
2
)1)(2()(--=
z z z
z f 在
1|1|0<- 知识点:利用 1||,111 2<+++++=-z z z z z n ,以及逐项求导,将分式写成部分分式的和。 解 设 2 )1)(2()(--= z z z z f = )22 1()1(12)1(12 2-+-=--z z z z z =))1(121()1(12 ----z z =∑+∞ =-+-0 2)1(21()1(1n n z z 15 将 5 21 )(2 +-= z z z f 按1-z 的幂展开成幂级数。知识点:把函数展开成泰勒级数和洛朗级数。 解: 521 )(2 +-=z z z f =2 )1(41-+z =∑+∞=--=-+ 022 4)1()1(414 )1(114 1n n n n z z ,2|1|<-z 16将 ) 1()2()(2--= z z z z f 在1||0< 知识点:利用 1||,111 2<+++++=-z z z z z n ,以及逐项求导,将分式写成部分分式的和。 解 设 )1()2()(2--= z z z z f = 2 )2(21-+-+-z C z B z A , 去分母得 )1()1)(2()2(2-+--+-=z C z z B z A z , 取1=z ,得1=A 取 2=z , 得 2 =C , 取 =z ,得 1 -=B ,所以 )1()2()(2--=z z z z f =2 )2(22111-----z z z =∑∑∑∞=∞=-∞ =-+-0110 )2(21)2(21n n n n n n z n z z 17 dz z e z zi ?=+2||21 知识点:利用留数定理或柯西积分公式。 解;由012=+ z 得i z ±=,这些点都是函数的一阶极点,都在2||=z 内。 dz z e z zi ?=+2||21=))(Re )(Re (2z f s z f s i i z i z -==+π 而i e z e z f s i z zi i z 2|2)(Re 1-==== i e z e z f s i z zi i z 2|2)(Re -==-=-=所以dz z e z zi ?=+2||2 1=i e i e 221-- 18 ?=1||sin 1 z dz z z 知识点:利用留数定理或柯西积分公式。 解;由0sin =z z 得0=z ,这是函数的二阶极点,而且在1||=z 内。?=1||sin 1 z dz z z =)(Re 20 z f s i z =π 而z z z z z z z z f s z z z 202 00sin cos sin lim )sin 1(lim )(Re -='=→→= =0cos sin 2sin cos cos lim 0=+-→z z z z z z z ,所以?=1||sin 1 z dz z z =0. 19 1,cos 120 >+? a d a θθπ 知识点;令θi e z =,则)(2 1cos ),(21sin __ __z z z z i +=-=θθ, dz iz d 1 = θ,然后化成复变函数沿闭曲线的积分,用留数定理来计算。 解 令θ i e z =,则dz az z i d a z ??=++=+1||2201212cos 1θθπ,被积函数1222++az z 有两个一级极点, ,1,12221---=-+-=a a z a a z 因为只有1||1 1 1|222122Re 22 11 -=+=++==a ia z az z s z z z z ,所以θθπ d a I ? +=20 cos 1 = 1 22-a π 20 计算积分 ? =-2 ||2 1 4sin z dz z z π 知识点:利用留数定理或柯西积分公式。 解:被积函数 1 4sin 2-z z π 有两个极点 1 ,1-==z z ,这两个极点都在圆周内,因此 ? =-2 ||21 4sin z dz z z π =))(Re )(Re (211z f s z f s i z z -==+π而)(Re 1z f s z ==)1(lim 1-→z z 14 sin 2-z z π = 4 2 同理4 2)(Re 1=-=z f s z ,所以?=-2||214sin z dz z z π =i π2. 21计算积分0,1 cos 02>+?+∞m dx x mx 。 知识点:利用留数定理计算实的积分。 解:被积函数是偶函数,所以2 1 1cos 02=+?+∞dx x mx dx x mx ?+∞ ∞-+1cos 2,而 dx x mx ?+∞ ∞-+1cos 2=m m imz i z e i e i z e s i --===+πππ221Re 22,于是有m e dx x mx -+∞=+?π211cos 02。 22 计算积分 ?=--2||2)1(2 5z dz z z z . 知识点:利用留数定理 解:被积函数 2 )1(25)(--= z z z z f 有两个极点0,1==z z ,这两个极点都在圆周内 因此 ?=--2||2)1(2 5z dz z z z =))(Re )(Re (210z f s z f s i z z ==+π,而)(Re 0 z f s z ==)(lim 0z zf z →=2- 而2|2 |)25( )(Re 1211 =='-====z z z z z z z f s ,所以?=--2||2)1(25z dz z z z =0。 23计算积分 ? =-2 ||2sin 2 1 z dz z z 知识点:利用留数定理或柯西积分公式。 解;由 0sin 212=-z 得4 2π π±=k z ,这些点都是函数的一阶极点,而只有0=k 时奇点才在2||=z 内。?=-2||2sin 2 1z dz z z =))(Re )(Re (244z f s z f s i z z πππ-==+, 而4|cos sin 2)(Re 44πππ-=-=== z z z z z z f s ,4|cos sin 2)(Re 44 πππ -=-= -=- =z z z z z z f s ,所以i i dz z z z 22||222sin 2 1πππ-=??? ??-=-?= 24计算积分 dx x x ?∞ +∞-+222 )1( 知识点:利用留数定理计算实的积分。 解:被积函数 2 2 2 )1()(+=z z z f 有两个极点i z i z -==,,只有极点i z =在上半平面内 所以dx x x ?∞ +∞-+222)1(=)(Re 2z f s i i z =π,=i z i z z i ='+|))((22 2 π=2|)(223ππ=+=i z i z zi i 25求方程0137245 =++-+z z z z 在1|| 解:设 13)(,7)(254++-==z z z z g z z f ,在)(),(z g z f 在1|| 7|7||)(|4==z z f , 6 1|||3||||13||)(|2525=++-+≤++-=z z z z z z z g ,所以在 1 ||=z 上, |)(||)(|z g z f >,因此)(z f 与)()(z g z f +,在1|| 1|| 26 设 )(z f 在1||≤z 内解析, 在边界上1|)(| 第一章 复数的运算与复平面上的拓扑 1.复数的定义 一对有序实数(x,y )构成复数z x iy =+,其中()()Re ,Im x z y z ==.21i =-, X 称为复数的实部,y 称为复数的虚部。 复数的表示方法 1) 模: z = 2)幅角:在0z ≠时,矢量与x 轴正向的夹角,记为()Arg z (多值函数);主值 ()arg z 是位于(,]ππ-中的幅角。 3)()arg z 与 arctan y x 之间的关系如下: 当0,x > arg arctan y z x =; 当0,arg arctan 0,0,arg arctan y y z x x y y z x ππ? ≥=+?? ?<=-?? 4)三角表示:()cos sin z z i θθ=+,其中arg z θ=;注:中间一定是“+” 5)指数表示:i z z e θ =,其中arg z θ= 2.复数的四则运算 1).加减法:若111222,z x iy z x iy =+=+,则()()121212z z x x i y y ±=±+± 2).乘除法: 3)若111222,z x iy z x iy =+=+,则 ()() 1212122112z z x x y y i x y x y =-++; ()()()()112211112121221 222222222222222 x iy x iy z x iy x x y y y x y x i z x iy x iy x iy x y x y +-++-===+++-++。 4)若 12 1122,i i z z e z z e θθ==, 则 () 121212i z z z z e θθ+=; ()121122 i z z e z z θθ-= 5.无穷远点得扩充与扩充复平面 复平面对内任一点z , 用直线将z 与N 相连, 与球面相交于P 点, 则球面上除N 点外的所有点和复平面上的所有点有一一对应的关系, 而N 点本身可代表无穷远点, 记作∞.这样的球面称作复球面 这样的球面称作复球面. 扩充复平面---引进一个“理想点”: 无穷远点 ∞ 复平面的开集与闭集 复平面中领域,内点,外点,边界点,聚点,闭集等概念 复数序列的极限和复数域的完备性 复数的极限,,柯西收敛定理,魏尔斯特拉斯定理,聚点定理等从实数域里的推广,可以结合实数域中的形式来理解。 第二章 复变量函数 1.复变量函数的定义 1)复变函数的反演变换(了解) 2)复变函数性质 反函数 有界性 周期性, 3)极限与连续性 极限: 连续性 2.复变量函数的形式偏导 1)复初等函数 ). ( ),( , , , , . z f w z w iv u w z G iy x z G =+=+=记作复变函数简称的函数是复变数那末称复变数之对应与就有一个或几个复数每一个复数中的对于集合按这个法则个确定的法则存在如果有一的集合是一个复数设. )( )(,)0(0 )( ,0 , , 0 )( 0000时的极限趋向于当为那末称有时使得当相应地必有一正数对于任意给定的存在如果有一确定的数内的去心邻域定义在设函数z z z f A A z f z z A z z z z f w ερδδεδερ<-≤<<-<><-<= . )( , )( . )( ),()(lim 000 内连续在我们说内处处连续在区域如果处连续在那末我们就说如果D z f D z f z z f z f z f z z =→ 中南大学考试试卷(A) 2008--2009学年第二学期 时间110分钟 复变函数与积分变换课程40学时2.5学分 考试形式:闭卷 专业年级:教改信息班 总分100分,占总评成绩70 % 注:此页不作答题纸,请将答案写在答题纸上 一、单项选择题(15分,每小题3分) 1. 下列方程中,表示直线的是( )。 ()()()()()()()254(54)54(54)1 12R e 1 A i z i z z z B i z i z C z i z i D z z z -++ =-++=-++= =- 2. 函数222()()(2)f z x y x i xy y =--+-在( )处可导。 ()()()()22A B x C y D ==全平面 处处不可导 3. 下列命题中,不正确的是( )。 ()()()()()()()()()0R e s ,0I m 1.z z A f z f z B f z D z f z D C e i D z e i ωπω∞∞ =-=<<<+如果无穷远点是的可去奇点,那么若在区域内任一点的邻域内展开成泰勒级数 ,则在内解析. 幂级数的和函数在收敛圆内是解析函数.函数将带形域0()映射为单位圆 4. 下列级数绝对收敛的是( )。 ()()()() ()2 2111 1112n n n n n n n i i i A B C i D n n n ∞∞ ∞ ∞ ====?? ++ ?? ?∑ ∑∑∑ 5. 设()f z 在01z <<内解析且()0 lim 1z zf z →=,那么()() Res ,0f z =( )。 ()()()()22 11 A i B i C D ππ-- 二、填空题(15分,每空3分) 1.()Ln 1i -的主值为 。 2.函数()()Re Im f z z z z ()=+仅在点z = 处可导。 3. ()1 sin z z z e z dz =-=? 。 4. 函数()ln 1z +在0z =处的泰勒展开式 。 5. 幂级数()1 1n n z n ∞ =-∑ 的收敛半径为 。 三.(10分)求解析函数f z u iv ()=+,已知22,()1u x y xy f i i =-+=-+。 四.(20分)求下列积分的值 1. () 2 2 4 1z z e dz z z =-? 2. ()2 sin 0x x dx a x a +∞ >+? 五.(15分)若函数()z ?在点解析,试分析在下列情形: 1.为函数()f z 的m 阶零点; 2.为函数()f z 的m 阶极点; 求()()()0Res ,f z z z f z ??? '??? ?。 六.(15分)试求()2 1 1f z z = +以z i =为中心的洛朗级数。 七.(10分)已知单位阶跃函数()0 01 t u t t >?=? ,试证明其傅氏变换为()1 j πδωω+。 中南大学考试试卷(A)答案 一、单项选择题(本大题共15小题,每小题2分,共30分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,请将其代码填写在题后的括 号内。错选、多选或未选均无分。 1.下列复数中,位于第三象限的复数是( ) A. 12i + B. 12i -- C. 12i - D. 12i -+ 2.下列等式中,不成立的等式是( ) 3.下列命题中,正确..的是( ) A. 1z >表示圆的内部 B. Re()0z >表示上半平面 C. 0arg 4 z π << 表示角形区域 D. Im()0z <表示上半平面 4.关于0 lim z z z z ω→=+下列命题正确的是( ) A.0ω= B. ω不存在 C.1ω=- D. 1ω= 5.下列函数中,在整个复平面上解析的函数是( ) 6.在复平面上,下列命题中,正确..的是( ) A. cos z 是有界函数 B. 2 2Lnz Lnz = 7 .在下列复数中,使得z e i =成立的是( ) 8.已知3 1z i =+,则下列正确的是( ) 9.积分 ||342z dz z =-??的值为( ) A. 8i π B.2 C. 2i π D. 4i π 10.设C 为正向圆周||4z =, 则10()z C e dz z i π-??等于( ) A. 1 10! B. 210! i π C. 29! i π D. 29! i π- 11.以下关于级数的命题不正确的是( ) A.级数0327n n i ∞ =+?? ?? ?∑是绝对收敛的 B.级数 212 (1)n n i n n ∞ =??+ ?-??∑是收敛的 C. 在收敛圆内,幂级数绝对收敛 D.在收敛圆周上,条件收敛 12.0=z 是函数(1cos ) z e z z -的( ) A. 可去奇点 B.一级极点 C.二级极点 D. 三级极点 复变函数复习提纲 (一)复数的概念 1.复数的概念:z x iy =+,,x y 是实数, ()()Re ,Im x z y z ==.2 1i =-. 注:两个复数不能比较大小. 2.复数的表示 1 )模:z = 2)幅角:在0z ≠时,矢量与x 轴正向的夹角,记为()Arg z (多值函数);主值()arg z 是位于(,]ππ-中的幅角。 3)()arg z 与arctan y x 之间的关系如下: 当0,x > arg arctan y z x =; 当0,arg arctan 0,0,arg arctan y y z x x y y z x ππ? ≥=+?? ?<=-??; 4)三角表示:()cos sin z z i θθ=+,其中arg z θ=;注:中间一定是“+”号。 5)指数表示:i z z e θ =,其中arg z θ=。 (二) 复数的运算 1.加减法:若111222,z x iy z x iy =+=+,则()()121212z z x x i y y ±=±+± 2.乘除法: 1)若111222,z x iy z x iy =+=+,则 ()()1212122112z z x x y y i x y x y =-++; ()()()()1122111 12121221 2222 222222222 22x i y x i y z x i y x x y y y x y x i z x i y x i y x i y x y x y +-++-===+++-++。 2)若12 1122,i i z z e z z e θ θ==, 则 ()121212i z z z z e θθ+=; 复变函数试题汇总 ————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期: ? 《复变函数》考试试题(一) 一、 判断题(20分): 1.若f(z)在z 0的某个邻域内可导,则函数f(z)在z0解析. ( ) 2. 有 界 整 函 数 必 在 整 个 复 平 面 为 常 数 . ( ) 3 . 若 } {n z 收敛,则 } {Re n z 与 } {Im n z 都收敛. ( ) 4.若f(z)在区域D内解析,且 0)('≡z f ,则C z f ≡)((常数). ( ) 5.若函数f(z)在z 0处解析,则它在该点的某个邻域内可以展开为幂级数. ( ) 6.若 z 0是 )(z f 的 m 阶零点,则 z 0是 1/ )(z f 的 m 阶极 点. ( ) 7.若 ) (lim 0 z f z z →存在且有限,则z 0 是函数f(z)的可去奇点. ( ) 8.若函数f(z)在是区域 D 内的单叶函数,则)(0)('D z z f ∈?≠. ( ) 9. 若f (z )在区域D 内解析, 则对D 内任一简单闭曲线C 0)(=? C dz z f . 10.若函数f (z )在区域D 内的某个圆内恒等于常数,则f (z)在区域D 内恒等于常数.( ) 二.填空题(20分) 1、 =-?=-1||0 0)(z z n z z dz __________.(n 为自然数) 2. =+z z 22cos sin _________. 3.函数z sin 的周期为___________. 《复变函数》试卷 第1页(共4页) 《复变函数》试卷 第2页(共4页) XXXX 学院2016—2017学年度第一学期期末考试 复变函数 试卷 一、单项选择题(本大题共10小题,每题3分,共30分,请从每题备选项中选出唯一符合题干要求的选项,并将其前面的字母填在题中括号内。) 1. =)i Re(z ( ) A.)i Re(z - B.)i Im(z C.z Im - D.z Im 2. 函数2 ) (z z f =在复平面上 ( ) A.处处不连续 B. 处处连续,处处不可导 C.处处连续,仅在点0= z 处可导 D.处处连续,仅在点0=z 处解析 3.设复数a 与b 有且仅有一个模为1,则b a b a --1的值 ( ) A.大于1 B.等于1 C.小于1 D.无穷大 4. 设x y z f y x z i )(i +-=+=,,则=')(z f ( ) A.i 1+ B.i C.1- D.0 5.设C 是正向圆周 1=z ,i 2sin π=?dz z z C n ,则整数n 等于 ( ) A.1- B.0 C.1 D.2 6.0=z 是2 1 )( z e z f z -=的 ( ) A.1阶极点 B.2阶极点 C. 可去奇点 D.本性奇点 7.幂级数!2)1(0 n z n n n n ∑∞ =-的和函数是 ( ) A.z e - B.2 z e C.2 z e - D.z sin 8.设C 是正向圆周 2=z ,则 =?C z dz 2 ( ) A.0 B.i 2π- C.i π D.i 2π 9.设函数)(z f 在)0( 00+∞≤<<- 《复变函数论》期末考试试题-A 卷答案 一、 选择题(每小题4分,共20分) ⒈ 21|z | 复变小结 1.幅角(不赞成死记,学会分析) .2 argtg 20,0,0,0,arctg 0,0,20,arctg arg ππ πππ<<-???? ?????=<≠<±≠=±>=x y y x y x x y y x x x y z 其中 -∏ b.对于P12例题 1.11可理解为高中所学的平面上三点(A,B,C )共线所满足的公式: (向量) OC=tOA+(1-t )OB=OB+tBA c.对于P15例题1.14中可直接转换成X 和Y 的表达式后判断正负号来确定其图像。 d.判断函数f(z)在区域D 内是否连续可借助课本P17定义1.8 4.解析函数,指数,对数,幂、三角双曲函数的定义及表达式,能熟练计算,能熟练解初等函数方程 a.在某个区域内可导与解析是等价的。但在某一点解析一定可导,可导不一定解析。 b.柯西——黎曼条件,自己牢记:(注意那个加负那个不加) c.指数函数:复数转换成三角的定义。 d.只需记住:Lnz=ln[z]+i(argz+2k π) e.幂函数:底数为e 时直接运算(一般转换成三角形式) 当底数不为e 时,w= z a = e aLnz (幂指数为Ln 而非ln) 能够区分: 的计算。 f.三角函数和双曲函数: 只需记住: 及 其他可自己试着去推导一下。 反三角中前三个最好自己记住,特别 iz iz i z -+-=11Ln 2Arctg 因为下一章求积分会用到 11)(arctan ,2+=z z (如第三章的习题9) 5.复变函数的积分 ,,,i e e i i e i ππ+)15.2(.2e e sin ,2e e cos i z z iz iz iz iz ---=+=???????=-==+=--y i i iy y iy y y y y sh 2e e sin ch 2e e cos 得分 得分 ?复变函数与积分变换?期末试题(A ) 一.填空题(每小题3分,共计15分) 1. 2 3 1i -的幅角是( );2.)1(i Ln +-的主值是 ( );3. 2 11)(z z f +=,=)0() 5(f ( ); 4.0=z 是 4 sin z z z -的( )极点;5. z z f 1 )(=,=∞]),([Re z f s ( ) ; 二.选择题(每小题3分,共计15分) 1.解析函数),(),()(y x iv y x u z f +=的导函数为( ); (A ) y x iu u z f +=')(; (B )y x iu u z f -=')(; (C ) y x iv u z f +=')(; (D )x y iv u z f +=')(. 2.C 是正向圆周3=z ,如果函数=)(z f ( ),则0d )(=?C z z f . (A ) 23-z ; (B )2 )1(3--z z ; (C )2)2()1(3--z z ; (D )2)2(3-z . 3.如果级数∑∞ =1 n n n z c 在 2=z 点收敛,则级数在 (A )2-=z 点条件收敛 ; (B )i z 2=点绝对收敛; (C )i z +=1点绝对收敛; (D )i z 21+=点一定发散. 4.下列结论正确的是( ) (A )如果函数)(z f 在0z 点可导,则)(z f 在0z 点一定解析; (B) 如果)(z f 在C 所围成的区域内解析,则0)(=? C dz z f (C )如果 0)(=? C dz z f ,则函数)(z f 在C 所围成的区域内一定解析; (D )函数 ),(),()(y x iv y x u z f +=在区域内解析的充分必要条件是 ),(y x u 、),(y x v 在该区域内均为调和函数. 5.下列结论不正确的是( ). (A) 的可去奇点;为z 1 sin ∞(B) 的本性奇点;为z sin ∞ (C) ;1sin 1 的孤立奇点为 z ∞(D) .sin 1的孤立奇点为z ∞ 三.按要求完成下列各题(每小题10分,共计40分) (1)设)()(2 2 2 2 y dxy cx i by axy x z f +++++=是解析函数,求.,,,d c b a (2).计算? -C z z z z e d ) 1(2 其中C 是正向圆周:2=z ; 得分 第一章 复数与复变函数 一、 选择题 1.当i i z -+= 11时,50 75100z z z ++的值等于( ) (A )i (B )i - (C )1 (D )1- 2.设复数z 满足3 )2(π = +z arc ,6 5)2(π = -z arc ,那么=z ( ) (A )i 31+- (B )i +-3 (C )i 2321+- (D )i 2 123+- 3.复数)2 (tan πθπ θ<<-=i z 的三角表示式是( ) (A ))]2sin()2[cos( sec θπθπ θ+++i (B ))]2 3sin()23[cos(sec θπ θπθ+++i (C ))]23sin()23[cos( sec θπθπθ+++-i (D ))]2 sin()2[cos(sec θπ θπθ+++-i 4.若z 为非零复数,则22z z -与z z 2的关系是( ) (A )z z z z 222≥- (B )z z z z 222=- (C )z z z z 222≤- (D )不能比较大小 5.设y x ,为实数,yi x z yi x z +-=++=11,1121且有1221=+z z ,则动点),(y x 的轨迹是( ) (A )圆 (B )椭圆 (C )双曲线 (D )抛物线 6.一个向量顺时针旋转 3 π ,向右平移3个单位,再向下平移1个单位后对应的复数为i 31-,则原向量对应的复数是( ) (A )2 (B )i 31+ (C )i -3 (D )i +3 7.使得2 2 z z =成立的复数z 是( ) (A )不存在的 (B )唯一的 (C )纯虚数 (D )实数 8.设z 为复数,则方程i z z +=+2的解是( ) (A )i +- 43 (B )i +43 (C )i -43 (D )i --4 3 9.满足不等式 2≤+-i z i z 的所有点z 构成的集合是( ) (A )有界区域 (B )无界区域 (C )有界闭区域 (D )无界闭区域 10.方程232= -+i z 所代表的曲线是( ) (A )中心为i 32-,半径为2的圆周 (B )中心为i 32+-,半径为2的圆周 (C )中心为i 32+-,半径为2的圆周 (D )中心为i 32-,半径为2的圆周 11.下列方程所表示的曲线中,不是圆周的为( ) (A ) 22 1 =+-z z (B )433=--+z z (C ) )1(11<=--a az a z (D ))0(0>=-+++c c a a z a z a z z 12.设,5,32,1)(21i z i z z z f -=+=-=,则=-)(21z z f ( ) (A )i 44-- (B )i 44+ (C )i 44- (D )i 44+- 13.0 0) Im()Im(lim 0z z z z x x --→( ) (A )等于i (B )等于i - (C )等于0 (D )不存在 14.函数),(),()(y x iv y x u z f +=在点000iy x z +=处连续的充要条件是( ) (A )),(y x u 在),(00y x 处连续 (B )),(y x v 在),(00y x 处连续 (C )),(y x u 和),(y x v 在),(00y x 处连续(D )),(),(y x v y x u +在),(00y x 处连续 dz C 2 2.设2 2-+= ni ni n α),3,2,1(ΛΛ=n ,则=∞→n n αlim ( ) A. 0; B. 1; C. -1+i ; D. 1+i 。 3.满足不等式3211≤-+≤i z 的所有点z 构成的集合是( )。 A .有界单连通区域; B. 无界单连通区域; C .有界复连通闭域; D.无界复连通闭域。 4.下列函数中,不在复平面内解析的函数是( ) A.1 )(+=z e z f ; B .- =z z f )( ; C .n z z f =)( ; D .)sin (cos )(y i y e z f x +=。 5 A. ∑∞ =+08)56(n n n i ; C. ∑∞ =02n n i ;三.计算题(每小题71.设z 1+= 2.判定函数)2()()(222y xy i x y x z f -+--=在何处可导,在何处解析。 3.计算积分? - C dz z z 4 )2 (sin π 4.计算积分 4=。 5.设,)1(2y x u -=试求解析函数iv u z f +=)(,使得i f -=)2(。 6.将函数) 2)(1(1 )(--=z z z f ,在圆环域21< 7.利用留数计算积分?C 四.证明函数yi x z f 2)(+=在复平面内不可导。(7分) 参考答案 一、填空题(本大题共8小题,每小题3 1.109 , 2. 4 ,3. 0 ,4. 1,5. -3或 二、单项选择题(本大题共7小题,每小题31. B ,2. B ,3.C,4. B,5. B . 三、计算题(本大题共7小题,15-19 1.解:由i z 31+=得:) sin (cos 2π π i z +=, (1分) 6 24 (cos 23166ππ k i z k +=+=所以)18sin 18(cos 260ππi z +=,)1813sin 1813(cos 262ππi z += , )25sin 1825(cos 264ππi z +=,5z 7分) 2. 解 ) 2()2y xy i x -+,则 (),(22y x y x u -= y u x x u ,12=??-=?? 只在2 1 = y ,x v ??-(6分) 故只在2 1 =y 处可导,处处不解析。(7分) 3z 在2=z 内解析,(2分) 第六章留数理论及其应用 §1.留数 1.(定理6.1 柯西留数定理): ∫f(z)dz=2πi∑Res(f(z),a k) n k=1 C 2.(定理6.2):设a为f(z)的m阶极点, f(z)= φ(z) (z?a)n , 其中φ(z)在点a解析,φ(a)≠0,则 Res(f(z),a)=φ(n?1)(a) (n?1)! 3.(推论6.3):设a为f(z)的一阶极点, φ(z)=(z?a)f(z),则 Res(f(z),a)=φ(a) 4.(推论6.4):设a为f(z)的二阶极点 φ(z)=(z?a)2f(z)则 Res(f(z),a)=φ′(a) 5.本质奇点处的留数:可以利用洛朗展式 6.无穷远点的留数: Res(f(z),∞)= 1 2πi ∫f(z)dz Γ? =?c?1 即,Res(f(z),∞)等于f(z)在点∞的洛朗展式中1 z 这一项系数的反号 7.(定理6.6)如果函数f(z)在扩充z平面上只有有限个孤立奇点(包括无穷远点在内),设为a1,a2,…,a n,∞,则f(z)在各点的留数总和为零。 注:虽然f(z)在有限可去奇点a处,必有Res(f(z),∞)=0,但是,如果点∞为f(z)的可去奇点(或解析点),则Res(f(z),∞)可以不为零。 8.计算留数的另一公式: Res (f (z ),∞)=?Res (f (1t )1t 2,0) §2.用留数定理计算实积分 一.∫R (cosθ,sinθ)dθ2π0型积分 → 引入z =e iθ 注:注意偶函数 二.∫P(x)Q(x)dx +∞?∞型积分 1.(引理6.1 大弧引理):S R 上 lim R→+∞zf (z )=λ 则 lim R→+∞∫f(z)dz S R =i(θ2?θ1)λ 2.(定理6.7)设f (z )=P (z )Q (z )为有理分式,其中 P (z )=c 0z m +c 1z m?1+?+c m (c 0≠0) Q (z )=b 0z n +b 1z n?1+?+b n (b 0≠0) 为互质多项式,且符合条件: (1)n-m ≥2; (2)Q(z)没有实零点 于是有 ∫ f (x )dx =2πi ∑Res(f (z ),a k )Ima k >0 +∞ ?∞ 注:lim R→R+∞ ∫f(x)dx +R ?R 可记为P.V.∫f(x)dx +∞?∞ 三. ∫P(x)Q(x)e imx dx +∞?∞ 型积分 3.(引理6.2 若尔当引理):设函数g(z)沿半圆周ΓR :z =Re iθ(0≤θ≤π,R 充分大)上连续,且 lim R→+∞g (z )=0 在ΓR 上一致成立。则 lim R→+∞ ∫g(z)e imz dz ΓR =0 4.(定理6.8):设g (z )=P (z )Q (z ),其中P(z)及Q(z)为互质多项式,且符合条件: 《复变函数》考试试题(一) 一、 判断题(20分): 1.若f(z)在z 0的某个邻域内可导,则函数f(z)在z 0解析. ( ) 2.有界整函数必在整个复平面为常数. ( ) 3.若 } {n z 收敛,则 } {Re n z 与 } {Im n z 都收敛. ( ) 4.若f(z)在区域D 内解析,且 0)('≡z f ,则C z f ≡)((常数). ( ) 5.若函数f(z)在z 0处解析,则它在该点的某个邻域内可以展开为幂级数. ( ) 6.若z 0是)(z f 的m 阶零点,则z 0是1/)(z f 的m 阶极点. ( ) 7.若 ) (lim 0 z f z z →存在且有限,则z 0是函数f(z)的可去奇点. ( ) 8.若函数f(z)在是区域D 内的单叶函数,则)(0)('D z z f ∈?≠. ( ) 9. 若f (z )在区域D 内解析, 则对D 内任一简单闭曲线C 0)(=? C dz z f . ( ) 10.若函数f(z)在区域D 内的某个圆内恒等于常数,则f(z)在区域D 内恒等于常数.( ) 二.填空题(20分) 1、 =-?=-1||0 0)(z z n z z dz __________.(n 为自然数) 2. =+z z 22cos sin _________. 3.函数z sin 的周期为___________. 4.设 11 )(2+= z z f ,则)(z f 的孤立奇点有__________. 5.幂级数 n n nz ∞ =∑的收敛半径为__________. 6.若函数f(z)在整个平面上处处解析,则称它是__________. 7.若ξ =∞ →n n z lim ,则= +++∞→n z z z n n (i) 21______________. = )0,(Re n z z e s ,其中n 为自然数. 第一章 复变函数测试题及答案-精品 2020-12-12 【关键字】条件、充分、关系、满足、方向、中心 一、 选择题 1.当i i z -+= 11时,5075100z z z ++的值等于( ) (A )i (B )i - (C )1 (D )1- 2.设复数z 满足3 )2(π = +z arc ,6 5)2(π = -z arc ,那么=z ( ) (A )i 31+- (B )i +-3 (C )i 2321+- (D )i 2 123+- 3.复数)2 (tan πθπ θ<<-=i z 的三角表示式是( ) (A ))]2sin()2[cos( sec θπθπ θ+++i (B ))]2 3sin()23[cos(sec θπ θπθ+++i (C ))]23sin()23[cos( sec θπθπθ+++-i (D ))]2 sin()2[cos(sec θπ θπθ+++-i 4.若z 为非零复数,则22z z -与z z 2的关系是( ) (A )z z z z 222≥- (B )z z z z 222=- (C )z z z z 222≤- (D )不能比较大小 5.设y x ,为实数,yi x z yi x z +-=++=11,1121且有1221=+z z ,则动点) ,(y x 的轨迹是( ) (A )圆 (B )椭圆 (C )双曲线 (D )抛物线 6.一个向量顺时针旋转 3 π ,向右平移3个单位,再向下平移1个单位后对应的复数为 i 31-,则原向量对应的复数是( ) (A )2 (B )i 31+ (C )i -3 (D )i +3 7.使得2 2 z z =成立的复数z 是( ) (A )不存在的 (B )唯一的 (C )纯虚数 (D )实数 8.设z 为复数,则方程i z z +=+2的解是( ) (A )i +- 43 (B )i +43 (C )i -43 (D )i --4 3 9.满足不等式 2≤+-i z i z 的所有点z 构成的集合是( ) (A )有界区域 (B )无界区域 (C )有界闭区域 (D )无界闭区域 10.方程232= -+i z 所代表的曲线是( ) (A )中心为i 32-,半径为2的圆周 (B )中心为i 32+-,半径为2的圆周 (C )中心为i 32+-,半径为2的圆周 (D )中心为i 32-,半径为2的圆周 11.下列方程所表示的曲线中,不是圆周的为( ) (A ) 22 1 =+-z z (B )433=--+z z (C ) )1(11<=--a az a z (D ))0(0>=-+++c c a a z a z a z z 12.设,5,32,1)(21i z i z z z f -=+=-=,则=-)(21z z f ( ) (A )i 44-- (B )i 44+ (C )i 44- (D )i 44+- 13.0 0) Im()Im(lim 0z z z z x x --→( ) (A )等于i (B )等于i - (C )等于0 (D )不存在 14.函数),(),()(y x iv y x u z f +=在点000iy x z +=处连续的充要条件是( ) 【最新整理,下载后即可编辑】 【最新整理,下载后即可编辑】 《复变函数论》试题库 梅一A111 《复变函数》考试试题(一) 1、 =-?=-1||00)(z z n z z dz __________.(n 为自然数) 2.=+z z 2 2 cos sin _________. 3.函数z sin 的周期为___________. 4.设 11 )(2+= z z f ,则)(z f 的孤立奇点有__________. 5.幂级数0 n n nz ∞ =∑的收敛半径为__________. 6.若函数f(z)在整个平面上处处解析,则称它是__________. 7.若ξ=∞→n n z lim ,则=+++∞→n z z z n n (i) 21______________. 8.= )0,(Re n z z e s ________,其中 n 为自然数. 9. z z sin 的孤立奇点为________ . 10.若0z 是)(z f 的极点,则___ )(lim 0=→z f z z . 三.计算题(40分): 1. 设)2)(1(1 )(--= z z z f ,求)(z f 在}1||0:{<<=z z D 内的 罗朗展式. 2. .cos 1 1||?=z dz z 3. 设 ? -++=C d z z f λ λλλ1 73)(2,其中}3|:|{==z z C ,试求).1('i f + 4. 求复数 11 +-= z z w 的实部与虚部. 四. 证明题.(20分) 1. 函数)(z f 在区域D 内解析. 证明:如果|)(|z f 在D 内为常数,那么它在D 内为常数. 2. 试证 : ()f z =在割去线段0Re 1z ≤≤的z 平面内能分出两个单值解析分支, 并求出支割线0Re 1z ≤≤上岸取正值的那支在1z =-的值. 《复变函数》考试试题(二) 二. 填空题. (20分) 1. 设i z -=,则____,arg __,||===z z z 2.设C iy x z y x i xy x z f ∈+=?+-++=),sin(1()2()(222,则=+→)(lim 1z f i z ________. 3. =-?=-1||0 0)(z z n z z dz _________.(n 为自然数) 学院领导 审批并签名 B 卷 广州大学20011-2012学年第二学期考试卷(答 案) 课 程: 复 变 函 数 考 试 形 式: 闭卷 考查 学院:_ _ _ _ 系:_ _ _ _ _ 专业:_ _ _ _ 班级:_ _ _ _ _ 学号:_ _ 姓名:_ _ _ _ _ 题 次 一 二 三 四 五 六 总分 评 卷 人 分 数 24 30 16 10 10 10 100 评 分 一.填空题(每小题3分,共24分) 1.设1255,34,z i z i =-=+ 则)Re( 2 1z z =__-1/5___。 2. 复数 13i - 的主幅角为 3/π-。 3. 复数1i +的指数形式为i e 42π 。 4. ln(3)i +=6 2ln π i +。 5. 曲线|3||3|10z z -++=的直角坐标方程为116 252 2=+y x 。 6. 0=z 是3 sin z z 的 2 级极点。 7. dz z z z ?=-1 ||2= 0 。 8. 复数项级数 1 2n n n n z ∞ =∑的收敛半径R = 2 。 二.解答下列各题(每小题6分,共30分) 1.求方程 3 10z +=的全部解。 p.32. )31(2 1 , 1),31(2 1 i i --+ 2.设iy x z +=,判定函数i y x z f 2332)(+=在何处可导?何处解析? 答案: p.66. 在抛物线2x y =上可导,但在复平面上处处不解析。 3.计算积分2 ()C x iy dz +? , 其中C 为连接原点O 到i +1的线段。 p.99 i 6 561+- 4.计算积分3 3() C z dz z i -??? 其中C 为正向圆周:||2z =。 答案: p.89 π6- 5.计算积分 cos i z z dz ? 。 答案: p.83 11--e 三.解答下列各题(每小题8分,共16分) 1.判断级数2(1)1 []ln 3n n n i n ∞ =-+∑的收敛性与绝对收敛性。 答案: p.109 收敛、非绝对收敛 2.将函数1 ()(1)(2) f z z z = --在圆环域1||2z <<内展成洛朗级数。 答案: p.132 ------- --8 4211112 1 z z z z z n n 四.(10分)求 dz z z z )3 211( 4 ||-++? =的值。 答案: p.86 i π6 复变函数与积分变换重要知 识点归纳 标准化文件发布号:(9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY- 复变函数复习重点 (一)复数的概念 1.复数的概念:z x iy =+,,x y 是实数, ()()Re ,Im x z y z ==.21i =-. 注:一般两个复数不比较大小,但其模(为实数)有大小. 2.复数的表示 1 )模:z = 2)幅角:在0z ≠时,矢量与x 轴正向的夹角,记为()Arg z (多值函数);主值()arg z 是位于(,]ππ-中的幅角。 3)()arg z 与arctan y x 之间的关系如下: 当0,x > arg arctan y z x =; 当0,arg arctan 0,0,arg arctan y y z x x y y z x ππ? ≥=+?? ?<=-??; 4)三角表示:()cos sin z z i θθ=+,其中arg z θ=;注:中间一定是“+”号。 5)指数表示:i z z e θ=,其中arg z θ=。 (二) 复数的运算 1.加减法:若111222,z x iy z x iy =+=+,则()()121212z z x x i y y ±=±+± 2.乘除法: 1)若111222,z x iy z x iy =+=+,则 ()()1212122112z z x x y y i x y x y =-++; ()()()()1122111121212212222 22222222222 x iy x iy z x iy x x y y y x y x i z x iy x iy x iy x y x y +-++-===+++-++。 2)若1 2 1122,i i z z e z z e θθ==, 则复变函数总结
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