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复变函数第4章测验题参考解答
数在 z 2 内解析,因此 a 的最大值为 2 . 4.若幂级数 【答案】4
防
3.若幂级数
科
【解析】由于 lim n
n →
(−1)n 2 n z 和函数在圆盘 z a 内解析,则 a 的最大值为 n n =1 n 4
大
【答案】 3
n 1 = , 所以该幂级数的收敛半径为 3. 3n 3
n
的收敛半径为 1, 即收敛圆盘为
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱz + 1 1 , 因此幂级数在 z = −
i i n 处发散, 从而函数 f ( z ) = (n + 1)( z + 1) 在 z = − 处 2 2 n =0
O
min{
【解析】 由阿贝尔第一定理可知
c ( z − 1)
n
在 z = i 处收敛, 则该幂级数在 z − 1 i − 1 内
科
n b n 1 a 1 + i n +1 n +1 a = 1 , 所以幂级数的收 a + ib 【解析】若 a b , 则 l = lim = lim n + 1 n → n → 1 b a n +1 n n a 1 + i a + ib a
5.设 a , b 为正实数,则幂级数 (A) max{ a , b } 【答案】 A
zn 的收敛半径是( n n n = 0 a + ib
函
i 处( 2
n =0
数 M
).
(B) min{ a , b }
(C) max{
敛半径 R =
敛半径为 max{ a , b } , 故选 A.
国
防
6.函数 f ( z ) = (A) 的值为 4 【答案】 D
O
c
n =1 n
O
cos arg cn 收敛, cos 收敛,从而级数
对收敛. ( ) 【答案】 正确
(−1)n
n =0
【答案】 A
(−1)n 2 2 n (−1)n 4 n +1 【解析】由于 z cos ( z ) = z ( z ) = (2n)!z , 故选 A. n = 0 (2n)! n =0
1 −i 1 − ni n = lim = −1 , 故选 C. 【解析】由于 lim n → 1 + ni n → 1 +i n
O
(D)
(B)
cos in
n =1
函
(C)
(−1) n i n + n2 n =1
【答案】 C 【解析】
复
n =1
(1 + i )n = n! n =0
C
n
【解析】 因为在 z 1 上有
zn 1 1 ( n = 1, 2, ) ,而 收敛,所以由魏尔斯特拉斯判 2 2 2 n n n =1 n
的收敛半径
)
【答案】 错误 【解析】例如,
5.幂级数
zn 在圆周 z = 1 上有无穷多个发散的点. n =1 ln( n + 1)
第四章级数 4.1 级数和序列的基本性质 4.1.1 复数项级数和复数序列 4.1.2 复变函数项级数和复变函数序列(*) 4.1.3 幂级数 (16 道小题) 一、选择题 1. 下列复数序列收敛的是 ( (A) ).
【答案】 C
2. 下列复数项级数绝对收敛的是 ( (A)
).
数 M
(1 + i )n n! n =1
n
2.幂级数
复
3
n =0
n
n
( z + i ) n 的收敛半径为
变
或者
in 1 = → 0(n → ) ,由此值原序列极限为 0. ln n ln n
.
【答案】 2
国
(−1) n +1 2( n +1) z 2 z (n + 1)4n +1 = 【解析】因为 lim ,由此知原幂级数的收敛半径为 2 ,所以其和函 n → (−1) n 2 n 4 z n 4n
an 和 bn 都条件收敛, 则复数项级数 ( an + ibn ) 也条件收敛 n 和 n 都绝对收敛, 则复数项级数 ( n + n ) 也绝对收敛
n=0 n=0 n =0
(C) 若复数项级数
(D) 若复数项级数 【答案】 D
n=0
n 和
2
2. 设 a, b 为非零的复数, f ( z ) =
1 在 z = 0 处的幂级数的收敛半径为 ( az + b
(C)
(A)
a
(B)
b
a b
(D)
b a
C
z 4 n +1 n!
).
【答案】 D 【解析】 由于函数 f ( z ) = 径为 −
1 在以 z = 0 为圆心的收敛圆盘内解析, 因此幂级数的收敛半 az + b
n ! ( z − 1)
n =0
1
n +1
0
( z − 1 +)
4.幂级数
n =0
5.下列说法正确的是(
防
n +1 n z 1 4 z = (n + 1)( ) n = = ( z 2) . n 2 z 2 n =0 2 n =0 (1 − ) 2 ( z − 2) 2
科
2
防
科
4.2 泰勒展式 4.2.1 解析函数的泰勒展式 4.2.2 零点 (10 道小题)
大
复
变
国
(A)
(−1)n
n =0
z 4 n +1 (B) (2n)!
(−1)n
n =0
z 4 n +1 (2n + 1)!
函
). (C)
(−1)n
n =0
z 2 n +1 (D) (2n)!
C
1 1 , } a b
不存在, 故选 D. 7. 函数项级数 (A) 为 z 1 【答案】 A 【解析】 容易验证该函数项级数的收敛域为 z 1 , 并且在该收敛域上级数为内闭一致收敛, 因此和函数在收敛域上解析,这也是最大解析区域.
zn 和函数的最大解析区域( n n =1 1 − z
n=0
n 都条件收敛, 则复数项级数
(
n =0
n
+ n ) 也条件收敛
【解析】若复数项级数
n 和 n 都条件收敛, 则 ( n + n ) 条件收敛或绝对收敛.
n=0 n=0 n =0
例如:
(−1) n + (−1) n +1 (−1) n (−1) n +1 和 都条件收敛 , 但 是绝对收敛的, 故选 D. n +1 n =0 n =0 n + 1 n =0 n + 1
(
)
【答案】 错误 【解析】 设 z = e (0 2 ) ,则
i
zn cos n sin n ,由狄利克 = + i n =1 ln( n + 1) n =1 ln( n + 1) n =1 ln( n + 1)
雷判别法知当 0 时,实部和虚部对应的级数均收敛,所以原级数在单位圆周上发散的点 只有 z = 1 . 6. 若级数 且存在常数 (0, ) 使得 arg cn (n = 1, 2, ) , 则级数 cn 绝 cn 收敛, 2 n =1 n =1
1 (n = 1, 2, n 1 (B)存在函数在 z = 0 处解析且在 z = (n = 1, 2, n 1 (C)存在函数在 z = 0 处解析且在 z = (n = 1, 2, n 1 (D)存在函数在 z = 0 处解析且在 z = (n = 1, 2, n
(A)存在函数在 z = 0 处解析且在 z = 【答案】D 【解析】 f ( z ) =
【解析】 由于
n =1
数 M
c
n =1 n
c
n
收敛且 cn = cn (cos arg cn + i sin arg cn ) ,所以
又 0 cos cos arg cn ,于是由 cn cos cn cos arg cn 知
c
n =1
n
绝对收敛.
一、选择题
1. 函数 z cos z 在 z = 0 的泰勒级数为 (
1 = a ,同理可得, 当 b a 时, 幂级数的收敛半径为 b , 综上所述, 幂级数的收 l
n =0
(n + 1)( z + 1) n 在 z = −
(B) 的值为 2
大
复
变
1 1 , } a b
O
(D)
). (D)不存在
(C) 的值为 −4
【解析】由达朗贝尔法则可知 , 幂级数
(n + 1)( z + 1)
cn 收敛,说明幂级数 cn z n 在 z = 1 处收敛,由阿贝尔第一定理可知,
n=0 n =0 n =0
大
n =0
防
cn z n 在 z 1 内绝对收敛;而 cn 发散,说明幂级数 cn z 在 z = 1 处发散,即