解析函数特殊性质的应用
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实解析函数定义-概述说明以及解释1.引言1.1 概述"实解析函数定义"是一种数学领域中的重要概念,它在实数分析、微分方程和数学物理等领域中有着广泛的应用。
本文将对实解析函数的概念、性质和应用进行详细的探讨,旨在帮助读者更好地理解和运用实解析函数。
实解析函数的研究不仅有助于解决实际问题,还有助于深化对数学理论的理解。
因此,本文通过深入剖析实解析函数的重要性,展望其未来的发展,并总结实解析函数在数学领域中的重要性,以及对未来研究的启发,旨在为读者提供一份全面且系统的实解析函数定义参考。
文章结构部分的内容应该是对整篇文章的组织结构进行介绍和解释。
我根据文章大纲中的目录,简要介绍各个部分的内容和关键点:1. 引言- 1.1 概述在引言部分,我们将简要介绍实解析函数的概念和重要性,为读者提供对整篇文章的整体了解。
- 1.2 文章结构在这一部分,我们将介绍本篇长文的整体结构和各个部分的内容,为读者提供一个整体的框架,便于阅读和理解。
- 1.3 目的我们将说明为何需要深入研究实解析函数,以及本篇文章的写作目的和意义。
2. 正文- 2.1 实解析函数的概念在这一部分,我们将详细介绍实解析函数的定义和基本概念,包括其数学特性和特点。
- 2.2 实解析函数的性质在这一部分,我们将探讨实解析函数的一些重要性质和性质,包括其收敛性、奇偶性等方面。
- 2.3 实解析函数的应用我们将介绍实解析函数在实际问题中的应用,包括工程、物理、经济等领域的实际案例和问题。
3. 结论- 3.1 总结实解析函数的重要性在这一部分,我们将对实解析函数的重要性进行总结和概括,强调实解析函数的特殊性和价值。
- 3.2 展望实解析函数的未来发展我们将探讨实解析函数在未来的发展趋势和方向,包括可能的研究方向和应用前景。
- 3.3 结语最后,我们将通过简短的结语对全文进行总结,强调实解析函数的重要性和本篇文章的意义。
通过上述内容,读者可以清晰地了解本文的整体结构和各部分的内容,有助于更好地理解和阅读全文。
高中三角函数的特殊角解析与归纳三角函数是数学中的重要概念,它在几何和物理等领域中有着广泛的应用。
特殊角是指具有特殊性质的角度,其三角函数值可以通过简单的分析和归纳得到。
本文将对高中三角函数的特殊角进行解析和归纳。
一、零度和九十度的特殊角1. 零度角(0°):零度角的特点是其正弦值(sin)为0,余弦值(cos)为1,切线值(tan)为0。
这是因为零度角对应于坐标轴上的点(1,0),位于x轴上。
2. 九十度角(90°):九十度角的特点是其正弦值(sin)为1,余弦值(cos)为0,切线值(tan)为无穷大。
这是因为九十度角对应于坐标轴上的点(0,1),位于y轴上。
二、十五度和三十度的特殊角1. 十五度角(15°):十五度角的特点是其正弦值(sin)为0.2588(约),余弦值(cos)为0.9659(约),切线值(tan)为0.2679(约)。
这是因为十五度角可以通过三角函数的半角公式进行分解,具体计算过程略。
2. 三十度角(30°):三十度角的特点是其正弦值(sin)为0.5,余弦值(cos)为0.866(约),切线值(tan)为0.5774(约)。
这是因为三十度角可以通过三角函数的三角恒等式进行分解,具体计算过程略。
三、四十五度的特殊角四十五度角(45°)是一个非常重要的特殊角,它的正弦值、余弦值和切线值都相等,均为0.7071(约)。
这是因为四十五度角对应于一个等腰直角三角形的斜边与直角边之间的角度,所以其三角函数值相等。
四、六十度和七十五度的特殊角1. 六十度角(60°):六十度角的特点是其正弦值(sin)为0.866(约),余弦值(cos)为0.5,切线值(tan)为1.732(约)。
这是因为六十度角可以通过三角函数的三角恒等式进行分解,具体计算过程略。
2. 七十五度角(75°):七十五度角的特点是其正弦值(sin)为0.9659(约),余弦值(cos)为0.2588(约),切线值(tan)为3.732(约)。
函数的性质一、题型选讲题型一 、 函数的奇偶性正确理解奇函数和偶函数的定义,必须把握好两个问题:(1)定义域在数轴上关于原点对称是函数f (x )为奇函数或偶函数的必要非充分条件;(2)f (-x )=-f (x )或f (-x )=f (x )是定义域上的恒等式.奇函数的图象关于原点对称,偶函数的图象关于y 轴对称,反之也成立.利用这一性质可简化一些函数图象的画法,也可以利用它去判断函数的奇偶性.填空题,可用特殊值法解答,但取特值时,要注意函数的定义域.例1、(2020届山东省枣庄、滕州市高三上期末)函数()y f x =是R 上的奇函数,当0x <时,()2xf x =,则当0x >时,()f x =( ) A .2x - B .2x - C .2x --D .2x例2、(2020·山东省淄博实验中学高三上期末)已知定义在[]5,12m m --上的奇函数()f x ,满足0x >时,()21x f x =-,则()f m 的值为( )A .-15B .-7C .3D .15例3、(2020届浙江省台州市温岭中学3月模拟)若函数()2ln 1f x a x ⎛⎫=+ ⎪-⎝⎭是奇函数,则使()1f x <的x 的取值范围为( ) A .11,1e e -⎛⎫- ⎪+⎝⎭B .10,1e e -⎛⎫⎪+⎝⎭C .1,11e e -⎛⎫⎪+⎝⎭D .11,(1,)1e e -⎛⎫-⋃+∞ ⎪+⎝⎭例4、【2018年高考全国Ⅰ卷理数】设函数()()321f x x a x ax =+-+,若()f x 为奇函数,则曲线()y f x =在点()0,0处的切线方程为 A .2y x =- B .y x =- C .2y x = D .y x =题型二、函数的单调性已知函数的单调性确定参数的值或范围要注意以下两点:①若函数在区间[a ,b ]上单调,则该函数在此区间的任意子区间上也是单调的;②分段函数的单调性,除注意各段的单调性外,还要注意衔接点的取值.对于复合函数y =f [g (x )],若t =g (x )在区间(a ,b )上是单调函数,且y =f (t )在区间(g (a ),g (b ))或者(g (b ),g (a ))上是单调函数,若t =g (x )与y =f (t )的单调性相同(同时为增或减),则y =f [g (x )]为增函数;若t =g (x )与y =f (t )的单调性相反,则y =f [g (x )]为减函数.简称:同增异减.例5、(江苏省如皋市2019-2020学年高三上学期10月调研)已知函数22,1()1,1ax x x f x ax x ⎧+≤=⎨-+>⎩在R 上为单调増函数,则实数a 的取值范围为________.例6、函数()()212log 4f x x =-的单调递增区间是例7、(2020届山东师范大学附中高三月考)已知函数()f x 是定义在R 上的奇函数,当12x x ≠时,有1212[()()]()0f x f x x x --<恒成立,若(31)(2)0f x f ++>,则x 的取值范围是________.题型三、 函数的周期性1、若()f x 是一个周期函数,则()()f x T f x +=,那么()()()2f x T f x T f x +=+=,即2T 也是()f x 的一个周期,进而可得:()kT k Z ∈也是()f x 的一个周期2、函数周期性的判定:(1)()()f x a f x b +=+:可得()f x 为周期函数,其周期T b a =- (2)()()()f x a f x f x +=-⇒的周期2T a = (3)()()()1f x a f x f x +=⇒的周期2T a = (4)()()f x f x a k ++=(k 为常数)()f x ⇒的周期2T a = (5)()()f x f x a k ⋅+=(k 为常数)()f x ⇒的周期2T a =例8、(2019通州、海门、启东期末)已知函数f(x)的周期为4,且当x ∈(0,4]时,f(x)=⎩⎨⎧cos πx 2,0<x≤2,log 2⎝⎛⎭⎫x -32,2<x≤4.则f ⎝⎛⎭⎫f ⎝⎛⎭⎫12的值为________.例9、(2017南京三模)已知函数f (x )是定义在R 上且周期为4的偶函数. 当x ∈[2,4]时,f (x )=|log 4(x -32)|,则f (12)的值为 ▲ .题型四 函数的对称性函数的对称性要注意一下三点:(1)()()f a x f a x -=+⇔()f x 关于x a =轴对称(当0a =时,恰好就是偶函数)(2)()()()f a x f b x f x -=+⇔关于2a bx +=轴对称 (3)()f x a +是偶函数,则()()f x a f x a +=-+,进而可得到:()f x 关于x a =轴对称。
专题二函数考点4 函数单调性的5种判断方法及3个应用方向【方法点拨】一、函数单调性的判断及解决应用问题的方法1.判断函数单调性的常用方法(1)定义法;(2)图象法;(3)利用函数的性质“增+增=增,减+减=减”判断;(4)复合函数的单调性根据“同增异减”判断;(5)导数法2.求函数的单调区间先定定义域,在定义域内求单调区间.单调区间不连续时,要用“和”或“,“连接,不能用“U”连接.3.单调性的应用的三个方向(1)比较大小:将自变量转化到同一个单调区间内,利用函数的单调性比较大小;(2)解函数型不等式:利用函数单调性,由条件脱去“f”;(3)求参数值或取值范围:利用函数的单调性构建参数满足的方程(组)、不等式(组).【高考模拟】1.函数()||1f x x =-与()()2g x x x =-的单调递增区间分别为( ) A .[1,+∞),[1,+∞) B .(﹣∞,1],[1,+∞) C .(1,+∞),(﹣∞,1] D .(﹣∞,+∞),[1,+∞)【答案】A 【分析】先对()f x ,()g x 进行化简,再求单调区间即可. 【解析】 解:()1,111,1x x f x x x x -≥⎧=-=⎨-+<⎩,()f x ∴在[)1,+∞上单调递增,()()222()211g x x x x x x -=-==--, ()g x ∴在[)1,+∞上单调递增,故选:A.2.函数y =)A .3,2⎛⎤-∞- ⎥⎝⎦B .3,2⎡⎫-+∞⎪⎢⎣⎭C .[)0,+∞D .(],3-∞-【答案】D 【分析】求出函数y =y =.【解析】由题意,230x x +≥,可得3x ≤-或0x ≥,函数y =(][),30,-∞-⋃+∞,令23t x x =+,则外层函数y =[)0,+∞上单调递增,内层函数23t x x =+在上(],3-∞-单调递减,在[)0,+∞上单调递增,所以,函数y =(],3-∞-.故选:D. 【点睛】方法点睛:求解函数的单调区间一般有以下几种方法:一是图象法,主要适用与基本初等函数及其在基本初等函数的基础上进行简单变化后的函数以及分段函数,可以借助图像来得到函数的单调区间;二是复合函数法,主要适用于函数结构较为复杂的函数,采用换元的思想将函数解析式分解为多层,利用同增异减的原理来求解;三是导数法,对于可导函数,可以解相应的导数不等式来求解函数的单调区间.3.函数()f x 在区间()4,7-上是增函数,则使得()3=-y f x 为增函数的区间为( ) A .()2,3- B .()1,7-C .()1,10-D .()10,4--【答案】C 【分析】先将函数()3=-y f x 看作函数()f x 向右平移3个单位所得到,再判断增区间即可. 【解析】函数()3=-y f x 可以看作函数()f x 向右平移3个单位所得到,故由函数()f x 在区间()4,7-上是增函数,得()3=-y f x 在区间()1,10-上是增函数. 故选:C.4.函数()2f x x x =-的单调减区间是( ) A .[]1,2 B .[]1,0-C .[]0,2D .[2,)+∞【答案】A 【分析】将函数写成分段函数的形式,即()(2),2,(2),2,x x x f x x x x -⋅≥⎧=⎨-⋅<⎩再根据解析式得到函数的单调区间;【解析】()(2),2,(2),2,x x x f x x x x -⋅≥⎧=⎨-⋅<⎩∴直接通过解析式,结合二次函数图象得:(,1),(2,)-∞+∞递增,在[]1,2递减,故选:A.5.函数f (x )=x 2+2(a -1)x +2在区间(-∞,4)上递减,则a 的取值范围是( ) A .[3,)-+∞ B .(,3]-∞- C .(,5)-∞ D .[3,)+∞【答案】B 【分析】利用二次函数的性质,比较对称轴和区间端点的大小,列不等式可得a 的取值范围. 【解析】函数f(x)的对称轴是1x a =-,开口向上,则14a -≥,解得3a ≤- 故选:B6.若函数2()()f x ax a -=∈R 在(0,)+∞上单调递增,则实数a 的取值范围为( ). A .(1,)+∞ B .(,1)-∞ C .(0,)+∞ D .(,0)-∞【答案】D 【分析】直接由单调性的定义求解即可 【解析】解:任取12,(0,)x x ∈+∞,且12x x <,因为函数2()()f x ax a -=∈R 在(0,)+∞上单调递增,所以12()()f x f x <,即22120ax ax ---<,所以221211()0a x x -<,21212212()()0x x x x a x x +-⋅<⋅, 因为120x x <<,所以210x x +>,210x x ->,22120x x ⋅>,所以0a <. 故选:D7.如果函数2()2(1)2f x x a x =+-+在区间(],4-∞上单调递减,那么实数a 的取值范围是( ) A .3a ≤- B .3a ≥-C .5a ≤D .5a ≥【答案】A【分析】求出二次函数的对称轴,根据单调区间与对称轴之间的关系建立条件,即可求出a 的取值范围. 【解析】 解:二次函数2()2(1)2f x x a x =+-+的对称轴为2(1)(1)12a x a a -=-=--=-,抛物线开口向上,∴函数在(-∞,1]a -上单调递减,要使()f x 在区间(-∞,4]上单调递减, 则对称轴14a -, 解得3a-.故选:A . 【点睛】本题主要考查二次函数的图象和性质,根据二次函数单调性与对称轴之间的关系是解决本题的关键. 8.“1m ”是“函数1()2ln f x x mx x=-+单调递减”的( ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充要条件 D .既不充分也不必要条件【答案】A 【分析】求出()y f x =的导函数,利用()y f x =单调递减,则()0f x '≤恒成立,求出m 的范围,比较所求范围和条件中给定范围的关系,得出结论. 【解析】 由221()f x m x x '=--,若函数()y f x =单调递减,必有当(0,)x ∈+∞时,2210m x x--≤恒成立,可化为2111m x ⎛⎫≥--+ ⎪⎝⎭,可得m 1≥.故“1m ”是“函数1()2ln f x x mx x =-+单调递减”的充分不必要条件. 故选:A. 9.若函数2()1f x x =-的定义域是(﹣∞,1)∪[2,5),则其值域为( ) A .(﹣∞,0)B .(﹣∞,2]C .10,2⎛⎤ ⎥⎝⎦D .1(,0),22⎛⎤-∞⋃ ⎥⎝⎦【答案】D 【分析】分x<1和x ∈[2,5)两种情况,利用反比例函数的性质得出函数的值域. 【解析】由题意可得:当x<1时,则x ﹣1<0所以y ∈(﹣∞,0) 当x ∈[2,5)时,则x ﹣1∈[1,4),所以y ∈1,22⎛⎤⎥⎝⎦所以函数的值域为1(,0),22⎛⎤-∞⋃ ⎥⎝⎦.故选:D.10.若关于x 的不等式342xx a+-在[0x ∈,1]2上恒成立,则实数a 的取值范围是( )A .(-∞,1]2-B .(0,1]C .1[2-,1]D .[1,)+∞【答案】D 【分析】利用参数分离法进行转化,构造函数求函数的最大值即可得到结论. 【解析】解:由题意知,342xx a +-在(0x ∈,1]2上恒成立,设3()42x f x x =+-,则函数在102⎛⎤ ⎥⎝⎦,上为增函数,∴当12x =时,()12max 113()4211222f x f ==+-=-=, 则1a , 故选:D . 【点睛】 关键点睛:本题的关键是将已知不等式恒成立问题,通过参变分离得到参数的恒成立问题,结合函数的单调性求出最值.11.若01m n <<<且1mn =,则2m n +的取值范围是( )A.)+∞ B .[3,)+∞C.)+∞D .(3,)+∞【答案】D 【分析】先利用已知条件构造函数()2(),01f m m m m+<<=,再求其值域即得结果. 【解析】由01m n <<<且1mn =知,22m n m m +=+,故设()2(),01f m m m m+<<=, 设1201m m <<<,则()1212121212222()()1f m f m m m m m m m m m ⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=+-+=-- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭, 12120,01m m m m -<<<,即1222m m >,故()1212210m m m m ⎛⎫--> ⎪⎝⎭,即12()()f m f m >, 函数2()f m m m =+在()0,1上单调递减,2(1)131f =+=,故函数的值域为(3,)+∞. 故选:D. 【点睛】方法点睛:利用定义证明函数单调性的方法(1)取值:设12,x x 是该区间内的任意两个值,且12x x <; (2)作差变形:即作差,即作差12()()f x f x -,并通过因式分解、配方、有理化等方法,向有利于判断符号的方向变形; (3)定号:确定差12()()f x f x -的符号;(4)下结论:判断,根据定义作出结论. 即取值---作差----变形----定号----下结论. 12.函数()()2404xf x x x x x =++>+的最小值为( ) A .2 B .103C .174D .265【答案】C 【分析】 令4t x x =+,利用基本不等式求得4t ≥,构造函数()1g t t t=+,证明出函数()g t 在[)4,+∞上为增函数,由此可求得函数()f x 的最小值. 【解析】令4t x x =+,则21144x x t x x==++,因为0x >,所以44t x x =+≥=,又2414x y x t x x t =++=++,令()1g t t t=+,其中4t ≥, 任取1t 、[)24,t ∈+∞且12t t >,即124t t >≥,则()()()()()121221121212121212111t t t t t t g t g t t t t t t t t t t t --⎛⎫⎛⎫--=+-+=-+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 124t t >≥,120t t ∴->,121t t >,()()120g t g t ∴->,即()()12g t g t >,所以,函数()g t 在[)4,+∞上为增函数,因此,()()min 1174444f xg ==+=. 故选:C. 【点睛】易错点睛:利用基本不等式求最值时,要注意其必须满足的三个条件: (1)“一正二定三相等”“一正”就是各项必须为正数;(2)“二定”就是要求和的最小值,必须把构成和的二项之积转化成定值;要求积的最大值,则必须把构成积的因式的和转化成定值;(3)“三相等”是利用基本不等式求最值时,必须验证等号成立的条件,若不能取等号则这个定值就不是所求的最值,这也是最容易发生错误的地方.13.若函数1y ax =+在区间[]1,3上的最大值是4,则实数a 的值为( ) A .-1 B .1C .3D .1或3【答案】B 【分析】分0a >和0a <两种情况求解,0a >时,1y ax =+在区间[]1,3上为增函数,从而可求出其最大值,当0a <时,1y ax =+在区间[]1,3上为减函数,从而可求出其最大值,进而可得答案 【解析】解:当0a >时,1y ax =+在区间[]1,3上为增函数,则当3x =时,y 取得最大值,即314a +=,解得1a =;当0a <时,1y ax =+在区间[]1,3上为减函数,则当1x =时,y 取得最大值,即14a +=,解得3a =舍去, 所以1a =, 故选:B14.函数2y ax =+在[1,2]上的最大值与最小值的差为3,则实数a 为( ) A .3 B .-3 C .0 D .3或-3【答案】D 【分析】讨论a 的取值,判断函数的单调性,求出函数的最值,作差即可求解. 【解析】解:①当0a =时,2=2y ax =+,不符合题意;②当0a >时,2y ax =+在[]1,2上递增,则()()2223a a +-+=,解得3a =; ③当0a <时,2y ax =+在[]1,2上递减,则()()2223a a +-+=,解得3a =-.综上,得3a =±, 故选:D .15.已知函数24()2tx t f x x --+=+在区间[1,2]-上的最大值为2,则实数t 的值为( )A .2或3B .1或3C .2D .3【答案】A 【分析】 函数()24422tx t f x t x x --+==-+++,4[1,2],[1,4]2x t t t x ∈--+∈--+,根据绝对值的最大值为2进行分类讨论检验即可. 【解析】 由题函数()24422tx t f x t x x --+==-+++,4[1,2],[1,4]2x t t t x ∈--+∈--+ ()24422tx t f x t x x --+==-+++的最大值为4t -或1t -当41t t -≥-时,即52t ≤时,最大值42t -=解得:2t =;当41t t -<-时,即52t >时,最大值12t -=解得:3t = 综上所述:t 的值等于2或3. 故选:A 【点睛】解决本题的关键是利用单调性求出42t x -++的范围,再结合绝对值的性质进行求解. 16.若函数12,02()(21)3,2log x x f x a x a x <<⎧⎪=⎨⎪-+⎩的值域为R ,则实数a 的取值范围为( ) A .1[2,1)B .1(0,)7C .1[7,1)2D .1[2,1]【答案】C 【分析】根据分段函数的值域为R ,具有连续性,由12log y x =是减函数,可得(21)3y a x a =-+也是减函数,故得210a -<,(21)231a a -⨯+-,可得答案. 【解析】解:函数12,02()(21)3,2log x x f x a x a x <<⎧⎪=⎨⎪-+⎩的值域为R , 由12log y x =是减函数,(21)3y a x a ∴=-+也是减函数,故得210a -<, 解得:12a <, 函数()f x 的值域为R ,12(21)23log 21a a -⨯+=-,解得:17a. ∴实数a 的取值范围是1[7,1)2.故选:C .17.若函数()f x 是R 上的减函数,0a >,则下列不等式一定成立的是( ) A .2()()f a f a < B .1()f a f a ⎛⎫<⎪⎝⎭C .()(2)f a f a <D .2()(1)f a f a <-【答案】D 【分析】根据函数单调性,以及题中条件,逐项判断,即可得出结果. 【解析】因为函数()f x 是R 上的减函数,0a >,A 选项,()21a a a a -=-,当1a >时,2a a >,所以2()()f a f a <;当01a <<时,2a a <,所以2()()f a f a >,即B 不一定成立; B 选项,当1a >时,1a a >,所以1()f a f a ⎛⎫< ⎪⎝⎭;当01a <<时,1a a <,所以1()f a f a ⎛⎫> ⎪⎝⎭,即B 不一定成立;C 选项,0a >时,2a a >,则()(2)f a f a >,所以C 不成立;D 选项,()2221311024a a a a a ⎛⎫--=-+=-+> ⎪⎝⎭,则21a a >-;所以2()(1)f a f a <-,即D一定成立. 故选:D.18.已知函数2()f x x bx c =++,且(2)()f x f x +=-,则下列不等式中成立的是( ) A .(4)(0)(4)f f f -<< B .(0)(4)(4)f f f <-< C .(0)(4)(4)f f f <<- D .(4)(0)(4)f f f <<-【答案】C 【分析】由(2)()f x f x +=-,即可得到()f x 图象的对称轴为1x =,所以根据图象上的点离对称轴的距离即可比较出(0),(4),(4)f f f -的大小关系. 【解析】由(2)()f x f x +=-得()f x 图象的对称轴为1x =,所以()f x 在(,1]-∞上单调递减,在[1,)+∞上单调递增,且(4)(2)f f =-, 所以(0)(2)(4)(4)f f f f <-=<-, 故选:C. 【点睛】方法点睛:该题考查的是有关函数值的比较大小的问题,解题方法如下:(1)首先根据题中所给的函数解析式,判断函数类型,根据题中所给的条件,判断出函数图象的对称轴;(2)利用对称性,将自变量所对应的函数值进行转换; (3)根据函数的单调性求得结果.19.若定义在R 上的偶函数()f x 在[)0,+∞上是减函数,则下列各式一定成立的是( ) A .()()06f f < B .()()32f f -> C .()()13f f -> D .()()58f f -<-【答案】C 【分析】由偶函数及在[)0,+∞上是减函数,知在(,0]-∞上是增函数,即可判断各项的正误. 【解析】A :在[)0,+∞上是减函数,即()()06f f >,错误;B :(3)(3)f f -=,()f x 在[)0,+∞上是减函数,有()()32f f <,即()()32f f -<,错误; C :(1)(1)f f -=,()f x 在[)0,+∞上是减函数,有()()31f f <,即()()13f f ->,正确; D :由题意,()f x 在(,0]-∞上是增函数,()()58f f ->-,错误; 故选:C20.设函数()f x 是(),-∞+∞上的减函数,又若a R ∈,则( ) A .()()2f a f a >B .()()2f a f a < C .()()2f a a f a +<D .()()211f a f +≤【答案】D 【分析】利用特殊值法可判断ABC 选项的正误,利用函数的单调性可判断D 选项的正误. 【解析】对于A 选项,取0a =,则2a a =,()()2f a f a ∴=,A 选项错误; 对于B 选项,取0a =,则2a a =,所以,()()2f af a =,B 选项错误;对于C 选项,取0a =,则2a a a +=,所以,()()2f a a f a +=,C 选项错误;对于D 选项,对任意的a R ∈,211a +≥,所以,()()211f a f +≤,D 选项正确.故选:D.21.函数()f x 的定义域为,(1)0,()f f x '=R 为()f x 的导函数,且()0f x '>,则不等式()()20x f x ->的解集是( )A .(,1)(2,)-∞⋃+∞B .(,1)(1,)-∞⋃+∞C .(0,1)(2,)+∞D .(,0)(1,)-∞⋃+∞【答案】A 【分析】依题意可得()f x 再定义域上单调递增,又()10f =,即可得到1x <时,()0f x <;1 x >时,()0f x >;再分类讨论分别计算最后取并集即可;【解析】解:由题意可知()f x 在(),-∞+∞单调递增,又()10f =,1x <时,()0f x <;1 x >时,()0f x >; 对于()()2 0x f x ->,当2x >时,不等式成立, 当12x <<时,()20, 0x f x -<>,不等式不成立; 当1x <时,20x -<,且()0f x <, 不等式成立不等式的解集(,1)(2,)-∞⋃+∞ 故选:A .22.已知定义在R 上的函数()f x 的导函数为'()f x ,且满足'()()0f x f x ->,()20212021f e =,则不等式1ln 3f x ⎛⎫<⎪⎝⎭)A .()6063,e +∞B .()20210,eC .()2021,e +∞D .()60630,e【答案】D 【分析】由题意构造新函数()()xf x F x e =,得到函数的单调性,对问题进行变形,由单调性转化为求解不等式问题,即可得到结果 【解析】 由题可设()()x f x F x e=,'()()0f x f x ->,则2'()()'()()'()0x x x xf x e f x e f x f x F x e e--==>, 所以函数()F x 在R 上单调递增,2021(2021)(2021)1f F e==,将不等式1ln 3f x ⎛⎫< ⎪⎝⎭1ln 311ln ln 3311ln ln 33x x x f x f x e e e ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⋅=, 可得1ln 13F x ⎛⎫< ⎪⎝⎭,即1ln (2021)3F x F ⎛⎫< ⎪⎝⎭,有1ln 20213x <,故得60630x e <<,所以不等式1ln 3f x ⎛⎫< ⎪⎝⎭()60630,e ,故选:D. 【点睛】关键点睛:本题的解题关键是构造新函数,然后运用函数单调性求解不等式,通常情况构造新函数的形式如:()()xf x F x e =、()()F x xf x =或者()()f x F x x =等,需要结合条件或者问题出发进行构造.23.已知函数2()121xf x =-+,且()41(3)xf f ->,则实数x 的取值范围是( ). A .(2,)+∞ B .(,2)-∞C .(1,)+∞D .(,1)-∞【答案】D 【分析】用导数判断函数()f x 的单调性,再解不等式即可. 【解析】 因为()()22ln 2021x xf x -=<+',所以函数2()121x f x =-+在R 上单调递减, 由于()41(3)xf f ->所以413x-<,得1x <故选:D 【点睛】关键点点晴:判断函数()f x 的单调性是解题的关键.24.已知定义在R 上的函数()f x 满足()13f =,对x ∀∈R 恒有()2f x '<,则()21f x x ≥+的解集为( ) A .[)1,+∞ B .(],1-∞C .()1,+∞D .(),1-∞【答案】B 【分析】构造新函数()()21F x f x x =--,利用导数判断()F x 单减,又(1)0F =可解1x ≤. 【解析】令()()21F x f x x =--,则()()2F x f x ''=-, 又因为对x ∀∈R 恒有()2f x '< 所以()()20F x f x ''=-<恒成立, 所以()()21F x f x x =--在R 上单减. 又(1)(1)210F f =--=, 所以()0F x ≥的解集为(],1-∞ 故选:B 【点睛】利用单调性解不等式通常用于: (1)分段函数型不等式; (2)复合函数型不等式;(3)抽象函数型不等式; (4)解析式较复杂的不等式;25.已知函数f (x ) f (2a 2-5a +4)<f (a 2+a +4) ,则实数a 的取值范围是( ) A .1,2⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭∪(2,+∞)B .[2,6)C .10,2⎛⎤ ⎥⎝⎦∪[2,6)D .(0,6)【答案】C 【分析】由解析式知()f x 在定义域上递增,由已知函数不等式有2222544a a a a ≤-+<++,即可求解a 的取值范围. 【解析】由题意,()f x 在[2,)+∞上单调递增,∵22(254)(4)f a a f a a -+<++,即2222544a a a a ≤-+<++, ∴260a a -<或22520a a -+≥,可得26a ≤<或102a <≤. 故选:C 【点睛】关键点点睛:利用函数的单调性,列不等式求参数的范围.易错点是定义域容易被忽略.26.已知函数()f x 的图象关于y 轴对称,当0x ≥时,()f x 单调递增,则不等式(2)(1)f x f x >-的解集为__________. 【答案】1(,1)(,)3-∞-⋃+∞ 【分析】由题意可得()f x 为偶函数,再由偶函数的性质可将(2)(1)f x f x >-,转化为(2)(1)f x f x >-,再由当0x ≥时,()f x 单调递增,可得21x x >-,从而可求出x 的范围 【解析】解:依题意,()f x 为偶函数,当0x ≥时,()f x 单调递增,要满足(2)(1)f x f x >-,则要求21x x >-,两边平方得22412x x x >-+,即23210x x +->,即(1)(31)0x x +->,解得1(,1)(,)3x ∈-∞-⋃+∞. 故答案为:1(,1)(,)3-∞-⋃+∞.27.设()xf x a x =+,若()36f =,则不等式()()21f x f x ->的解集为____________.【答案】()1,+∞ 【分析】先由()36f =,解出a ,讨论()xf x a x =+的单调性,利用函数单调性解不等式即可.【解析】因为()xf x a x =+,且()36f =,,所以33a =,解得1a =>.()(),ln 1x x f x f a x a x a =+∴=+' ln 0,ln 111,x x a a a a a >∴>∴>+,()x f x a x ∴=+在R 上单增.()()21f x f x ->可化为:21x x ->解得:1x >.不等式()()21f x f x ->的解集为()1,+∞ 故答案为:()1,+∞ 【点睛】利用单调性解不等式通常用于: (1)分段函数型不等式;(2)复合函数型不等式;(3)抽象函数型不等式;(4)解析式较复杂的不等式;28.已知定义域为R 的奇函数()f x 在区间(0,)+∞上为严格减函数,且()20f =,则不等式(1)01f x x +≥-的解集为___________.【答案】[]3,1-- 【分析】先由定义域为R 的奇函数()f x 在区间(0,)+∞上为严格减函数,且()20f =,画出()f x 的草图,结合图像对(1)01f x x +≥-进行等价转化,解不等式即可.【解析】()f x 是定义域为R 的奇函数,且在区间(0,)+∞上为严格减函数,有()20f =,∴()f x 在区间(,0)-∞上为严格减函数且()20f =,可作出()f x 的草图:不等式(1)01f x x +≥-可化为:()1010x f x ->⎧⎨+≥⎩或()1010x f x -<⎧⎨+≤⎩对于()1010x f x ->⎧⎨+≥⎩,当1x >时()12,10x f x +>+<,无解;对于()1010x f x -<⎧⎨+≤⎩,当1x <时()12,10x f x +<+≤,由图像观察,210x -≤+≤解得:31x -≤≤- 所以不等式(1)01f x x +≥-的解集为[]3,1--.故答案为:[]3,1-- 【点睛】常见解不等式的类型:(1)解一元二次不等式用图像法或因式分解法; (2)分式不等式化为标准型后利用商的符号法则; (3)高次不等式用穿针引线法; (4)含参数的不等式需要分类讨论.29.已知函数()()23log 440f x ax x =-+>在x ∈R 上恒成立,则a 的取值范围是_________.【答案】4,3⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭【分析】由题意,把函数()()23log 440f x ax x =-+>在x ∈R 上恒成立转化为2430ax x -+>对x ∈R上恒成立,列不等式解得a 的范围. 【解析】()()23log 440f x x x α=-+>恒成立,即()2233log 44log 1430ax x ax x -+>⇔-+>恒成立,所以0a =时显然不成立.当0a ≠时()0Δ16120a a >⎧⎨=-<⎩得43a <,所以4,3a ⎛⎫∈+∞ ⎪⎝⎭.故答案为:4,3⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭【点睛】(1)求参数的范围是常见题型之一,处理的方法有两种:①不分离参数,直接求最大值或最小值,解不等式;②分离参数法.(2)解指、对数型的不等式,通常化为同底的结构,利用函数的单调性解不等式.30.设函数3,1()1+1,1x x f x x x x ≤⎧⎪=⎨->⎪⎩,则不等式()26()f x f x ->的解集为_________.【答案】()3,2- 【分析】先判断函数的单调性,再解抽象不等式. 【解析】当1x >时,31+1y x x=-是增函数,此时1y >; 当1x ≤时, y x =是增函数,此时1y ≤, 所以函数()f x 是单调递增函数,()()2266f x f x x x ->⇔->,解得:32x -<<,所以不等式的解集是()3,2-. 故答案为:()3,2-。
调和函数和解析函数的关系1. 引言调和函数和解析函数是数学中两个重要的函数类别,在分析学和复变函数研究中具有广泛的应用。
两者有着密切的联系,本文将对两者的定义、性质、用途和工作方式等进行详细解释。
2. 调和函数的定义调和函数是指定义在欧几里德空间中的函数,满足拉普拉斯方程,即:Δf=∂2f∂x12+∂2f∂x22+⋯+∂2f∂x n2=0其中Δ是拉普拉斯算子,f是调和函数。
对于二维空间中的调和函数,即n=2的情况,拉普拉斯方程可以简化为:Δf=∂2f∂x2+∂2f∂y2=0调和函数的定义可以扩展到更高维空间,由此可见,调和函数的概念是多维的。
3. 解析函数的定义解析函数是指定义在复平面上的函数,满足柯西-黎曼方程,即:∂u ∂x =∂v∂y 和 ∂u∂y=−∂v∂x其中u(x,y)是解析函数的实部,v(x,y)是解析函数的虚部。
柯西-黎曼方程表明解析函数是复可微的,它可以展开成幂级数的形式,具有无穷次可导的性质。
4. 调和函数和解析函数的联系调和函数和解析函数在某些条件下是可以联系起来的。
具体而言,二维空间中的调和函数可以通过某个复数函数的实部或虚部来表示。
设f(z)=u(x,y)+iv(x,y)是一个解析函数,其中z=x+iy,u和v分别是f的实部和虚部。
由柯西-黎曼方程可知,∂u ∂x =∂v∂y 和 ∂u∂y=−∂v∂x可以求出u和v的偏导数。
进一步,可以验证u和v满足拉普拉斯方程:∂2u ∂x2+∂2u∂y2=∂2v∂y2−∂2v∂x2=0∂2v ∂x2+∂2v∂y2=−∂2u∂y2−∂2u∂x2=0因此,u和v分别是调和函数。
这就是调和函数和解析函数的联系。
5. 调和函数和解析函数的性质调和函数和解析函数具有一些重要的性质,这些性质使得它们在数学和物理学中具有广泛的应用。
5.1 调和函数的性质•调和函数的线性组合仍然是调和函数。
即如果f1(x,y),f2(x,y),…,f n(x,y)都是调和函数,那么对于任意实数c1,c2,…,c n,函数g(x,y)=c1f1(x,y)+c2f2(x,y)+⋯+c n f n(x,y)也是调和函数。
解析函数的主要性质综述作者:安辉燕来源:《科学导报》2017年第75期一、导引解析函数是一类具有某种特性的可微函数,它将我们所熟悉的数学分析中的一些内容推广到复数域上并研究其性质。
本文通过搜集材料,系统总结了解析函数的几个主要性质:解析函数的唯一性、零点的孤立性、零点的分布问题、解析函数在无穷远点的性质、解析变换的特征及解析函数、共轭解析函数和复调和函数之间的关系,并通过举例进行了深入、详细的分析。
二、预备知识1.定义如果函数在区域D内是可微的,则称为区域D内的解析函数。
复变函数中解析函数的充要条件有多种形式,最常见的有以下几种。
2.定理函数在区域D内解析的充要条件:A(1)二元函数在区域D内可微;(2)在D内满足方程。
B(3)在D内连续;(4)在D内满足方程。
C 在D内任意一点的邻域内可以展成的幂级数,也就是泰勒级数。
D C为D内任意一条周线,则。
三、解析函数的主要性质1.解析函数的唯一性定理(解析函数的唯一性)如果函数在区域D内解析,是D内彼此不同的点,并且点列的极限点,若有,则在D内必有。
根据定理我们可得到以下结论:推论1 如果函数在区域D内解析,且在区域内某点的邻域内有,则在D内必有。
推论2 如果函数在区域D内解析,且在区域D内某一曲线上有,则在内必有。
2.解析函数零点的孤立性定理如果在内的解析函数不恒为零,是的一个零点,则必存在的一个邻域使得在其中无其他零点。
(即:不恒为零的解析函数的零点具有孤立性)此性质是解析函数的特殊性质,实函数不具有此性质。
3. 解析函数零点的分布问题解析函数的零点的分布问题是复变函数论中的一个重要问题,一下就复多项式的零点可以全部分布在一个指定的区域内这个问题进行讨论。
定理1若复平面上多项式在虚轴上无零点,则它的零点全分布在右半平面上的充要条件为。
定理2若复平面上多项式在实轴上无零点,则它的零点全分布在上半平面的充要条件为。
四、解析变换的特性解析函数的特性是从几何的角度对解析函数的性质和应用进行讨论。
对数函数图象与性质的综合应用1.函数的图象与图象的变换【函数图象的作法】函数图象的作法:通过如下 3 个步骤(1)列表;(2)描点;(3)连线.解题方法点拨:一般情况下,函数需要同解变形后,结合函数的定义域,通过函数的对应法则,列出表格,然后在直角坐标系中,准确描点,然后连线(平滑曲线).命题方向:一般考试是以小题形式出现,或大题中的一问,常见考题是,常见函数的图象,有时结合函数的奇偶性、对称性、单调性知识结合命题.【图象的变换】1.利用描点法作函数图象其基本步骤是列表、描点、连线.首先:①确定函数的定义域;②化简函数解析式;③讨论函数的性质(奇偶性、单调性、周期性、对称性等).其次:列表(尤其注意特殊点、零点、最大值点、最小值点、与坐标轴的交点等),描点,连线.2.利用图象变换法作函数的图象(1)平移变换:y=f(x)a>0,右移a 个单位(a<0,左移|a|个单位)⇒y=f(x﹣a);y=f(x)b>0,上移b 个单位(b<0,下移|b|个单位)⇒y=f(x)+b.(2)伸缩变换:y=f(x)y=f(ωx);y=f(x)A>1,伸为原来的A 倍(0<A<1,缩为原来的A 倍)⇒y=Af(x).(3)对称变换:y=f(x)关于x 轴对称⇒y=﹣f(x);y=f(x)关于y 轴对称⇒y=f(﹣x);y=f(x)关于原点对称⇒y=﹣f(﹣x).(4)翻折变换:y=f(x)去掉y 轴左边图,保留y 轴右边图,将y 轴右边的图象翻折到左边⇒y=f(|x|);y=f(x)留下x 轴上方图将x 轴下方图翻折上去y=|f(x)|.解题方法点拨1、画函数图象的一般方法(1)直接法:当函数表达式(或变形后的表达式)是熟悉的基本函数或解析几何中熟悉的曲线时,可根据这些函数或曲线的特征直接作出.(2)图象变换法:若函数图象可由某个基本函数的图象经过平移、翻折、对称得到,可利用图象变换作出,但要注意变换顺序,对不能直接找到熟悉函数的要先变形,并应注意平移变换与伸缩变换的顺序对变换单位及解析式的影响.(3)描点法:当上面两种方法都失效时,则可采用描点法.为了通过描少量点,就能得到比较准确的图象,常常需要结合函数的单调性、奇偶性等性质讨论.2、寻找图象与函数解析式之间的对应关系的方法(1)知图选式:①从图象的左右、上下分布,观察函数的定义域、值域;②从图象的变化趋势,观察函数的单调性;③从图象的对称性方面,观察函数的奇偶性;④从图象的循环往复,观察函数的周期性.利用上述方法,排除错误选项,筛选正确的选项.(2)知式选图:①从函数的定义域,判断图象的左右位置;从函数的值域,判断图象的上下位置;②从函数的单调性,判断图象的变化趋势;③从函数的奇偶性,判断图象的对称性.④从函数的周期性,判断图象的循环往复.利用上述方法,排除错误选项,筛选正确选项.注意联系基本函数图象和模型,当选项无法排除时,代特殊值,或从某些量上寻找突破口.3、(1)利有函数的图象研究函数的性质从图象的最高点、最低点,分析函数的最值、极值;从图象的对称性,分析函数的奇偶性;从图象的走向趋势,分析函数的单调性、周期性等.(2)利用函数的图象研究方程根的个数有关方程解的个数问题常常转化为两个熟悉的函数的交点个数;利用此法也可由解的个数求参数值.4、方法归纳:(1)1 个易错点﹣﹣图象变换中的易错点在解决函数图象的变换问题时,要遵循“只能对函数关系式中的x,y 变换”的原则,写出每一次的变换所得图象对应的解析式,这样才能避免出错.(2)3 个关键点﹣﹣正确作出函数图象的三个关键点为了正确地作出函数图象,必须做到以下三点:①正确求出函数的定义域;②熟练掌握几种基本函数的图象,如二次函数、反比例函数、指数函数、对数函数、幂函数、形如y=x+的函数;③掌握平移变换、伸缩变换、对称变换、翻折变换、周期变换等常用的方法技巧,来帮助我们简化作图过程.(3)3 种方法﹣﹣识图的方法对于给定函数的图象,要能从图象的左右、上下分布范围、变化趋势、对称性等方面来获取图中所提供的信息,解决这类问题的常用方法有:①定性分析法,也就是通过对问题进行定性的分析,从而得出图象的上升(或下降)的趋势,利用这一特征来分析解决问题;②定量计算法,也就是通过定量的计算来分析解决问题;③函数模型法,也就是由所提供的图象特征,联想相关函数模型,利用这一函数模型来分析解决问题.2.对数函数图象与性质的综合应用【知识点归纳】1、对数函数的图象与性质:a>1 0<a<1图象定义域(0,+∞)值域R定点过点(1,0)单调性在(0,+∞)上是增函数在(0,+∞)上是减函数函数值正当x>1 时,y>0;当 0<x 当x>1 时,y<0;当 0<x负<1,y<0 <1 时,y>02、由对数函数的图象确定参数的方法已知对数型函数的图象研究其解析式及解析式中所含参数的取值范围问题,通常是观察图象,获得函数的单调性、对称性、奇偶性、经过的特殊点等,由此确定函数解析式以及其中所含参数的取值范围.【解题方法点拨】1、4 种方法﹣﹣解决对数运算问题的方法(1)将真数化为底数(或已知对数的数)的幂的积,再展开;(2)将同底对数的和、差、倍合并;(3)利用换底公式将不同底的对数式转化成同底的对数式,要注意换底公式的正用、逆用及变形应用;(4)利用常用对数中的lg2 lg5=1.2、3 个基本点﹣﹣对数函数图象的三个基本点(1)当a>1 时,对数函数的图象“上升”;当 0<a<1 时,对数函数的图象“下降”.1(2)对数函数y=log (x a>0,且a 1)的图象过定点(1,0),且过点(a,1),(,﹣1)函数图象只在第a푎一、四象限.3、2 个应用﹣﹣对数函数单调性的应用(1)比较对数式的大小:①若底数为同一常数,则可由对数函数的单调性直接进行判断;若底数为同一字母,需对底数进行分类讨论.②若底数不同,真数相同,则可以先用换底公式化为同底后,再进行比较.③若底数与真数都不同,则常借助 1,0 等中间量进行比较.(2)解对数不等式:形如log x>log b 的不等式,借助y=log x 的单调性求解,如果a 的取值不确定,需分a>1 与 0<a<1 两种情a a a况讨论.形如log x>b的不等式,需先将b 化为以a 为底的对数式的形式.a。
第1 3卷第2期 2 0 0 2年4月 贵州教育学院学报
JOURNAL OF GUIZHOU EDUCATIONAL COLLEGE Vo】.13.No.2
Apr. 2002
解析函数特殊性质的应用
尹 忠 (中国长城铝业公司职工工学院河南郑州43004I) 摘要:解析函数的持性尼复变函数中最基本 最主要的内容.掌握解析函数的特性重在应用 本文从解析函数 的五十特性出发.连一介绍各自的应用.掌握这些特性的应用.对学好复变函数太有益处 关键词:解析函数;持性{应用 中围分类号:OI 74.5 文献标识码:A 文章编号:1002—6983(2002)02—0004—05
Application of the specific characteristics of the analytic function
YIN Zhong (The College of Teachnology of the Great Wall Aluminium of China・Zhengzhou r Henan 450041・China)
Abstract}The feature of the analytic function is the most basic and important contents in the complex vari— able function.The focal point of mastering the characteristic of the anMytie function 1s on its application In this article.the introduction on their applications is conducted one by Dne from their 5 features.Mastering these applications will help you to study the complex variable function well Keywords:Analytic function.characteristics・application
解析函数是复变函数研究的主要内容 解析函数的特性是复变函数中最重要也是最基本的内容,本 文从解析函数的五个特性出发 给出了这五个特性的应用,其中特性1的应用是已知调和函数求解析函 数的方法 这里没有用教材中一般采用的繁难作法 而是论证出了一种新的解决此类问题的方法,并且 每一种方法的应用都用宴例说明。
1解析函数的五个特殊性质 复变函数教材中,对解析函数的特殊性质一般介绍以下五条: 特性1 解析函数1厂( )一“(r, )+iv( , )的实部“(r, )和虚部是一对共轭调和函数, , 特性2解析函数1厂(:)沿啦线C(C在使,(:)解析的单连域内)的积分I f(z)dz与积分路径无关,
而只与被积函数f(z)及积分路径的起点 。、终点: 有关。 r 、 有 l/【:)d2=I’f(z)dz= (:1)-- ̄(z )
Jf J
其中中(2)是/(:)的一个原函数。
特性3(柯西——古萨基本定理) 解析函数,( )在单连域内的闭路积分恒为零 即 (61厂(:) 一0
其中C是使/( )解析的单连域内的简单闭曲线 特性4‘柯西积分公式) 解析函数,【z)的积分形式为
收穑日期 2002 j 一21
维普资讯 http://www.cqvip.com 第2期 尹 忠 解析函数特殊性质的应用 鲁a 其中c是使l厂( )解析的单连域内包围:的简单闭曲线, 特性5(任意阶导数公式) 解析函数厂( )的导函数仍是解析函数且任意阶导数公式为
泸 .z-… 其中c是使 (z)解析的单连域内包围:的简单闭曲线。 2特殊性质的应用 1.特性1的应用——求解析函数的简单方法 (1)问题的提出 由特性1可知 如果已知一个调和函数“(r. ) 我们就可以求得它的共轭调和函数 (r,y),从而 构成一个解析函数f(z)一“( , )+【 ( , )。同理,如果已知一个调和函数 ( . ).我们也可以求出它 的共轭调和函数“( , )一构成一个解析函数f(z J=“( , ) ̄iv【丁. ) 对于这一类问题,教材上一般都 是用柯西——黎曼(Cauchy—Kjemann)方程( 下稚C--R方程)去求解,但步骤较多且繁难。下面通过 严格的理论证明,给出一种解决此类问题的新的简单的方法。 (2)问题的论证 命题1 设 (r,Y)为单连域D内的调和函数,则存在
山 一睾oy d +熹d +c … J‘ tL五
使得,( J=“一iv为D内的解析函数。 证明 由于“( , )为调和函数 则 ( ,y)在D内具有二阶连续偏导数,且要 土 等一。
令 P一~ ,Q一尝 则,J、Q在D内只有一阶连续偏导数 又由于 t熹 得等一等 根据高等数学中二元函数的全微分求积定理知:Pdx+Qdy一一熹d +尝d 是某个函数(不妨设为 (r ))的全微分一即 ( j|)一一熹d +尝d 两端积分得 ( , )= 一熹d r+去d +c 其中( 。, )是D内的定点,( ,ly)是D内的动点,C为任意常数,且积分与路径无关。
将(1)式分别对 一 求偏导,得鲁一一熹,熹一罢
满足C—R方程,由函数解析的充要条件知,,【 )一“十j 为一解析函数 证毕 类似地.有结论:若 一v)为单连域D内的调和函数,则存在 专
使得f(--)=“--iv为解析函数。特别地,当D内包告原点时,(.ro,yo)可取为(0.。)
命题2若厂( )一“( )+【 :r. )为解析函数.则它一定能单独用 来表示。 证明 把 — 1( +三), = 2i(:一 )代入,(2)中,则 )可看成是两个变量:
数的锁链法则,得
(2) 的函数,由偏导 )一 . 十 . +.I . 十 . 一上f堡一 -~ I + \— ‘i十 ‘言+I ‘i十 ‘言 言l 一古j-言l杀+萧』
由c—R方程知,上式括号中的值为0,从而 妻 =0
维普资讯 http://www.cqvip.com ・6・ 贵州教育学院学报 第13卷 故f(z)可单独用 来表示。 证毕 由命题1、命题2可以得到,已知一个调和函数怎样去求解析函数,并且解析函数可以单独用 来 表示,但在实际运算中,,( )一“+iv中的“(r, )、v(x, )都是关于32,Y的函数,化为/( )一,( +iy) 的形式比较复杂,我们可以采用如下方法。 如果f(zj一“+iv的解析区域包含 平面中的实轴t 轴)的一段,我们可以用 一 ,Y一0代人 ( )的关于r, 的方程,即可把f(z)化为关于 的函数。 同理,如果八。)=“+ 的解析区域包含。平面中虚轴‘ 轴)的一段,我们可以用 ̄r=0, 一--iz代 人 (2)的关于r. 的方程,即可把f(z)化为关于 的函数。 (3)问题的结论 综上所述.可以用如下方法解决已知一个调和函数.求满足特定条件的解析函数, )一“+iv的问 题。
第一步:若已知u(x, ),求 ( , ),可套用 v(x, )一l 一“ dx+u dy+C J【 0 Dj
若已知口( , ).求“ , )可套用 “( , )一l "Uydx一口 dy—c n n 于是得到所求解析函数 ,( )一 r( , )+iv( , )十c.
第二步:先把, )表示成 的函数,再把特定条件代人就可以确定出常数C。从而求出满足条件的 解析函数。 例l设“一 --3x 是调和函数,求解析函数f(z)=“+iv满足,(O)=0. 解¨一一6xy,Uy一3y!--3r:
则 v(x, )一l 一“ dx+u dy+C=l (3x 一3y )dr一6』 d 十c— J h。 ‘3x2-3y¨)dl--6xyd +J. 。 (3x 一3y dr一6x3 ̄y—C— I 3x。d r+l一6叼 西f+c—r 一3xy: (、 所以 ,(z)=,~3,r +i( 一3.ry +c) 令 r一£. 一0,得f(z)一l( +C). 当 一0时,f(z)=i(0 上f)一0.得C=0 故所求解析函数为,(z)=iz。. 2.特 l生2的应用 特性2指出.若,(。)在包含非闭积分路径C的单连域内解析.只要求出f(z)的原函数 ( ),它的 积分值就等于cb(z )-- ̄(z。)。但要注意, )在单连域B内解析这个条件,否则这个结论不成立。
例2设C是单位圆上从点l逆时针到点l的弧段 求积分l: dz(”是整数)。 解1)当H一0.1,2,…时,z 在复平面内处处解析。积分l dz只与c的起点1、终点i有关,而与积 分路径无关.根据特性2得f dz一』’1 “d:一 }. J J 十 2)当 一一1,一2.一3.…时.:”在 一0处不解析。沿路径 的积分,不能随意地用其它路径来代 替,只能按题设路径计算
设C的参数方程为 一 , 0≤ ≤
一 月4 f d:一f; 。j ,。d 一j f; + .。d口一 ’ ——
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