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复变函数综合练习

综合练习一1、设||1,|| 1.a z <<证明:(i )||1;1z aaz-<-(ii )2222(1||)(1||)1||;1|1|z a a z azaz ----=--(iii )||||||||||||11||||1||||1z a z a z a a z a z az--+≤≤<-+-2、 设1212,,,,,,n n z z z ωωω 是任意2n 个复数,证明复数形式的Lagrange 恒等式: 22221111||(||)(||)||nnnj j j j j k k j j j j j k nz z z z ωωωω===≤<≤=--∑∑∑∑,并由此推出Cauchy 不等式:222111||(||)(||).nnnj j j j j j j z z ωω===≤∑∑∑不等式中等号成立的条件是什么?3、设12,,,n z z z 是任意n 个复数,证明必有{1,2,,}n 的子集E 使得11||||.6nj jj Ej z z ∈=≥∑∑4、设无穷三角阵112122313233a a a a a a满足(i )对任意固定的k ,lim nk kn a a →∞=存在;(ii )1lim nnkn k a →∞=∑存在;(iii )1||,.nnk k a M n =≤<∞∀∈∑证明:若复数列{}n z 收敛,则1lim nnk kn k a z →∞=∑存在。

5、证明:若E ⊂ 即是开集又是闭集,则E =∅或.E =6、设E 是非空点集,0ε>。

若对于E 中的任意两个点,a b ,存在E 中的有限个点01,,,,n a z z z b == 使得1||k k z z ε--<成立(1)k n ≤≤,则称E 为ε-连通的。

证明:紧集连通的充要条件是,对任意0ε>它都是ε-连通的。

举例说明将紧集改为闭集后结论不再成立。

7、设D 是 中的域,()f H D ∈,f 在D 中不取零值。

证明:对任意0,p >有2222222|()||()||()|.p p f z p f z f z x y -⎛⎫∂∂'+= ⎪∂∂⎝⎭8、设D 是 中的域,1()f u iv C D =+∈。

证明:22||||.u u x y f f vv z zxy∂∂∂∂∂∂=-∂∂∂∂∂∂特别地,当()f H D ∈时,有2||.u u x y f v v x y∂∂∂∂'=∂∂∂∂9、设f 在(0,1){1}B 上全纯,并且((0,1))(0,1),(1)1,f B B f ⊂=证明(1)0.f '≥10、设((0,1)),f H B ∈如果存在0(0,1)\{0}z B ∈,使得0000||||()0,()0,|()|max |()|,z z f z f z f z f z ≤'≠≠=且那么000()0.()z f z f z '>11、证明(0,1)B 是2()1z f z z=-的单叶性域,并求出((0,1))f B 。

12、求一单叶全纯映射,把11(,)22B -和11(,)22B 的外部除去线段[2,0]i -所成的域映为上半平面。

13、设0,(0,)r R f B r <<在中全纯。

证明:(i )201(0)();2i f f re d πθθπ=⎰(ii )2||1(0)().z rf f z dxdy rπ<=⎰14、设u 是(0,)B R 中的调和函数,0.r R <<证明:201(0)().2i u u r e dπθθπ=⎰15、(Schwarz积分公式)设((0,))((0,f H B R C B R f ∈=+ 证明: 201Re ()(Re )(0).2Re i i i z f z u d iv zθπθθθπ+=+-⎰16、设f是域D上的连续函数,如果对于任意边界和内部都位于D 中的弓形域G ,总有()0G f z dz ∂=⎰,那么f是D 上的全纯函数。

如果把弓形域换成圆盘,结论是否仍然成立?17、证明:幂级数00()nnn az z ∞=-∑在域D 上一致收敛,当且仅当它在D 上一致收敛。

18、设幂级数()nnn f z az∞==∑的收敛半径为1,0(0,1).z B ∈∂证明:若lim 0,n n na →∞=并且01lim ()r f rz →存在,则nnn az ∞=∑收敛于01lim ()r f rz →。

19、设()nn n f z a z∞==∑的收敛半径||0,0,()max Re ().z rR r R A r f z =><<=证明:(i )201[R e ()],,ni in n a r f re ed n πθθθπ-=∀∈⎰(ii )||2()2R e (0),.n n a r A r f n ≤-∀∈20、设1()1nn n f z a z∞==+∑在(0,1)B 上全纯,并且Re ()0,(0,1).f z z B ≥∀∈证明:(i )||2,;n a n ≤∀∈(ii )1||1||Re ()|()|,(0,1);1||1||z z f z f z z B z z -+≤≤≤∀∈+-(iii )23121213||2,|2| 2.a a a a a a -≤--≤21、设((0,1)),f H B ∈并且0((0,1)).f B '∉∂证明:当n 充分大时,1()[()()]n F z n f z f z n=+-与()f z '在(0,1)B 中的零点个数相等。

综合练习二1、分别利用Liouville 定理、辐角原理、Rouche 定理、最大模原理证明代数学基本定理。

2、设((0,))f H B R ∈,((0,)),((0,))(0,),(0)0.f H B R f B R B M f ∈⊂=证明:(i )|()|||,|(0)|,(0,)\{0};R R f z z f z B R MM'≤≤∀∈(ii )等号成立当且仅当()().i R f z e z Mθθ=∈3、设((0,1))f H B ∈,(0)0f =,并且存在0A >使得R e (),(0,1)f z A z B ≤∀∈证明:2|||()|,(,1).1||A z f z zB z≤∀∈- 4、(Caretheodory 不等式)设||||((0,))((0,)),()m ax |()|,()m axR ez rz rf H B R C B R M r f z A r f ==∈== 证明:2()()|(0)|,[0,).rR rM r A R f r R R r R r+≤+∀∈--5、设((0,1))f H B ∈,(0)1,f =并且Re ()0,(0,1).f z z B ≥∀∈利用Schwarz 引理证明:(i )1||1||Re ()|()|,(0,1);1||1||z z f z f z z B z z -+≤≤≤∀∈+-(ii )等号在0z ≠时成立当且仅当1()().1i i e z f z e zθθθ+=∈-6、设((0,1)).f H B ∈证明:存在0(0,1)z B ∈∂和收敛于0z 的点列{}n z ,使得lim ()n n f z →∞存在。

7、求出所有满足|()|1,(0,1)f z z B =∀∈∂的整函数。

8、设((0,1)),f H B ∈((0,1))(0,1)f B B ⊂。

证明:若12,,,n z z z 是f 在(0,1)B 中的所有彼此不同的零点,其阶数分别为12,,,n k k k ,则1|()|||,(0,1).1j nkj j j z z f z z B z z=-≤∀∈-∏特别地,有1|(0)|||.jnk jj f z =≤∏9、设((0,1)),f H B ∈((0,1))(0,1)f B B ⊂。

证明:|(0)||||(0)||||()|.1|(0)|||1|(0)|||f z f z f z f z f z -+≤≤-+10、设((0,1)),f H B ∈((0,1))(0,1),(0)0f B B f ⊂=,证明:|(0)||||(0)||||||()|||.1|(0)|||1|(0)|||f z f z z f z z f z f z ''-+≤≤''-+ 11、设D 是以圆点O 为中心、以1234,,,z z z z 为顶点的正方形域,()()f H D C D ∈ ,12[,]max |()|,max |()|z z z z DM f z m f z ∈∈==线段。

证明:(i )1344|(0)|;f m M ≤(ii )在闭三角型12O z z ∆上也有1344|()|.f z m M ≤12、将下列初等函数在指定的域D 上展开为Laurent 级数:(i )21,(1,1)\{1};(1)D B z z =-(ii )1(),(0,2)\(0,1);2z L og D B B z -=-(iii )1,,(,5);(5)nn D B z ∈=∞-(iv (0,2)\(0,1);D B B =(v )11,(,1).zeD B -=∞13、设0,(0,)\(0,).r R D B R B r <<<∞=证明:若()nn n f z a z∞=-∞=∑双全纯地将D 映为域G ,则G 的面积为222||().nnn n n a Rrπ∞=-∞-∑14、(面积原理)证明:若11()nnn f z azz∞==+∑是(0,1)\{0}B 上的双全纯映射,则2||2,a ≤并且2||2a =当且仅当2(),.(1)i z f z e θθ=∈-15、下列初等全纯函数有哪些奇点?指出其类别:(i )11;1zzee --(ii )1sin().cos z16、是否存在(0,1)\{0}B 上的无界全纯函数f 使得lim ()0?z zf z →=17、证明:若f 是域D 上的亚纯函数,但不全纯,则存在0R >使得(,)().B R f D ∞⊂18、设()nP z 是n 次多项式,n ∈ 。

证明:()zn e P z -有无数个零点。

19、证明:留数定理与 Cauchy 积分公式等价。

20、求下列初等函数在指定点的留数:(i )3sin R e ,0(0);sin z s z z ααββ⎛⎫≠ ⎪⎝⎭(ii )1R e ,(,,).()()n ms a a b m n z a z b ⎛⎫≠∈ ⎪--⎝⎭21、利用留数定理和Cauchy 积分定理计算下列积分: (i )220sin (,0);x ax dx a b x b∞>+⎰(ii )2(11);1p xdx p x∞-<<+⎰(iii )2log ;22x dx x x ∞++⎰ (iv )22cos (0).axebx dx a ∞->⎰22、(推广的Liouville 定理)设D 是异于 的单连通域。

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