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复变函数与积分变换精彩试题及问题详解

复变函数与积分变换试题(一)一、填空(3分×10)1.)31ln(i --的模,幅角。

2.-8i 的三个单根分别为: , , 。

3.Ln z 在 的区域内连续。

4.z z f =)(的解极域为:。

5.xyi y x z f 2)(22+-=的导数=')(z f。

6.=⎥⎦⎤⎢⎣⎡0,sin Re 3z z s。

7.指数函数的映照特点是: 。

8.幂函数的映照特点是:。

9.若)(ωF =F [f (t )],则)(t f = F )][(1ω-f。

10.若f (t )满足拉氏积分存在条件,则L [f (t )]=。

二、(10分)已知222121),(y x y x v +-=,求函数),(y x u 使函数),(),()(y x iv y x u z f +=为解析函数,且f (0)=0。

三、(10分)应用留数的相关定理计算⎰=--2||6)3)(1(z z z z dz四、计算积分(5分×2) 1.⎰=-2||)1(z z z dz2.⎰-c i z z3)(cos C :绕点i 一周正向任意简单闭曲线。

五、(10分)求函数)(1)(i z z z f -=在以下各圆环内的罗朗展式。

1.1||0<-<i z 2.+∞<-<||1i z六、证明以下命题:(5分×2)(1))(0t t -δ与o iwt e -构成一对傅氏变换对。

(2))(2ωπδ=⎰∞+∞-ω-dt e t i七、(10分)应用拉氏变换求方程组⎪⎩⎪⎨⎧='+=+'+='++'0401z y z y x z y x 满足x (0)=y (0)=z (0)=0的解y (t )。

八、(10分)就书中内容,函数在某区域内解析的具体判别方法有哪几种。

复变函数与积分变换试题答案(一)一、1. 22942ln π+ ,ππk arctg 22ln 32+-2.3-i2i3-i3. Z 不取原点和负实轴4. 空集5. 2z 6. 07.将常形域映为角形域8. 角形域映为角形域9.⎰∞+∞-ωωπωωd e F i )(2110.⎰∞+-0)(dt e t f st二、解:∵y ux x v ∂∂-=-=∂∂ xuy y v ∂∂==∂∂∴c xy u += (5分)c xy y x i z f ++⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=222121)(∵f (0)=0c =0(3分)∴222222)2(2)(2)(z i xyi y x i y x i xy z f -=+--=--=(2分)三、解:原式=(2分)⎥⎦⎤⎢⎣⎡--∑=k k z z z z s i ,)3)(1(1Re 2621π 01=z 12=z(2分)⎥⎦⎤⎢⎣⎡---=∑=k k z z z z s i ,)3)(1(1Re 2643π 33=z ∞=4z2312(3,)3)(1(1Re 66⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡--分)z z z s⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⋅--=⎥⎦⎤⎢⎣⎡∞--0,1)31)(11(11Re 2,)3)(1(1Re 266z z z z s z z z s 分)(=0∴原式=(2分) 23126⨯⨯i π=i 63π-四、1.解:原式⎥⎦⎤⎢⎣⎡-π=∑=k k z z z s i ,)1(1Re 221 (3分) z 1=0z 2=1]11[2+-=i π=0(2分)2.解:原式iz z =''=s co !2i z z i =-π=)(cos i i cos π-==1ich π-五、1.解:nn i i z i i z ii z ii z i i z i z z f ∑∞=⎪⎭⎫⎝⎛--⋅-=-+⋅⋅-=+-⋅-=0111111)(111)(11)(分)(分)(分)(11)(--∞=-=∑n n n i z in nn i z i )(1-=∑∞-=(2分)2.解:⎪⎭⎫⎝⎛-+⋅-=-+⋅-=i z i i z i z i i z z f 11)(11)(1)(11)(2分)(分)((1分)nn i z i i z ∑∞=⎪⎭⎫ ⎝⎛---=02)(120)(11+∞=-=∑n n n i z i 20)(--∞=-=∑n n n i z i (2分) 六、1.解:∵00)(0t i e t t ti t i e dt e t t ωωωδ-==--∞+∞-=-⎰(3分) ∴结论成立 (2)解:∵1)(2210==ωπδπ=ωω-ω-∞+∞-⎰ti t i e dw e(2分)∴)(2w πδ与1构成傅氏对∴)(2ωπδω=-∞+∞-⎰dt e t i(2分)七、解:∵⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+=++=++)3(0)(4)()2(0)()()()1(1)()()(s sZ s Y s Z s sY s X S s sZ s Y s sX(3分)S (2)-(1): ∴⎪⎭⎫ ⎝⎛-⋅-=s s s Y 111)(2⎪⎭⎫ ⎝⎛++--=--=1111211112s s s s s s (3分)∴cht e e t Y tt -=--=-121211)( 八、解:①定义;②C-R 充要条件Th ; ③v 为u 的共扼函数10分复变函数与积分变换试题(二)一、填空(3分×10)1.函数f (z )在区域D 内可导是f (z )在D 内解析的()条件。

2.w =z 2在z =-i 处的伸缩率为()。

3.i z 212--=的指数表示式为()。

4.Ln(-1)的主值等于()。

5.函数e z 以()为周期。

6.设C 为简单闭曲线,则⎰-cz z dz=( )。

7.若z 0为f (z )的m 级极点,则=]),([Re 0z z f s ()。

8.若=ω)(F F f (t )()。

9.)(20t t -πδ与()构成一个付立叶变换对。

10.已知L 11][sin 2+=s t ,则L =]sin [t t()。

二、计算题(7分×7)1.求p ,m ,n 的值使得函数)()(2323pxy x i y nx my z f +++=为解析函数。

2.计算⎰=⎪⎭⎫ ⎝⎛++-3||2311z dz z z 3.已知调和函数y x u )1(2-=,求解析函数iv u z f +=)(使得i f =)2(。

4.把函数)2)(1(12-+z z 在2||1<<z 内展开成罗朗级数。

5.指出函数zz z z f 21)(2--=在扩充复平面上所有孤立奇点并求孤立奇点处的留数。

6.计算dz z ze z z⎰=-2||217.利用留数计算积份θθ+⎰πd 20cos 21三、积分变换(7分×3)1.设t t t f 00cos sin )(ωω=(0ω为常数),求F [f (t )]。

2.设f (t )以π2为周期,且在一个周期内的表达式为⎩⎨⎧≤<≤<=πππ2020cos )(t t t t f 求L [f (t )]。

3.求方程t e y y y -=-'+''32满足条件1)0(,0)0(='=y y 的解。

(L [e -t ]=11+s )。

复变函数与积分变换试题答案(二)一、1. 充要条件2. 23.i eπ654- 4.i π5.i π26. 原式=⎩⎨⎧内不在内在C z C z i 0002π7.)()()!1(10110z f z z dz d im l m m m z z ----→ 8.⎰∞+∞-ωωωπd e F i t j )(21 9.2t j e ω-π10.⎰∞-π=+sarcctgs ds s 2112二、1. 解:P n nyp yvnxy x u -=⇒∂∂==∂∂22 (3分)3332222-=⇒--=∂∂-=+=∂∂n py x xvnx my y u 3m =p∴3,1,3-==-=n m p(1分)2.原式=(25分)i i i dz z z z z π=π+π=++-⎰⎰==81624(23113||3||分)(分)3.原式=)(22x g y v yvy x u +=⇒∂∂==∂∂ (2分))()1(2x g xvx x u '-=∂∂-=-=∂∂c x x x g ++-=2)(2(2分)∴)1()1(2)(22+-+-=x y i y x z f1)2)2(200=⇒++=⇒===c c y i y i i f y y(2分)∴)12()1(2)(22++-+-=x x y i y x z f(1分) 4.解:∑∞⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛+=++=-)(-=0222221111111n n n z z z z z (2分)∑∞⎪⎭⎫⎝⎛⋅=02212112121==----n nz z z(2分)∴∑∑∑∞∞=⋅+4010122212111-=+=)+(-=-)(--n k k n n n n n n n b a C z z z z (3分)5.解:∞=,=,=z z z 20(2分) 21221lim]0),([Re 0=--=→z z z f s z(2分) 21221lim ]2),([Re 2=--=→z z z f s z(2分)1]),([Re -=∞z f s(1分)6.解:原式(3分)⎪⎪⎭⎫⎝⎛+π=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-π=-22231,1Re 1,1Re 2122e e i z ze s z ze s i z z 分)(12ch i ⋅=π(1分)7.解: 原式=(2分)iz dz zz z ⋅++⎰=1||22121=(1分)dz z z iz ⎰=++-1||2142=(1分)dz z z iz ⎰=++-+-1||)32)(32(2=(2分)⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-++-π32,142Re 22z z i s i =(1分)32323222ππ=+++--i i三、1.解: F [f (t )]⎰⎰∞+∞--∞+∞--==dt te dt et f t j tj ωωω02sin 21)( (3分))]2()2([[2100ωωδωδπ--+=w i (4分)2.解:L [f (t )]=(2分)⎰---ππ202)(1dt e t f e st s(2分)=⎰---ππ02cos 11dt te e sts=(2分)22111sse s e s s ++⋅---ππ (1分)=22111sse s +⋅--π3.解:F )32(y y y -'+''=F [e -t ](1分)11)(3))0()((2)0()()(2+=--+--s s Y Y s sY Y s sY s Y s (2分)32111)(2-+++=s s s s Y =)1)(3)(1(2-+++s s s s (2分)]3,1,1,])([Re )(--==∑k st z e s Y s t Y =t t t e e e 3818341---+-(2分)复变函数与积分变换试题(三)1.(5)复数z 与点(,)x y 对应,请依次写出z 的代数、几何、三角、指数表达式和z 的3次方根。

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