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20100106复变函数B期末试题A解答

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一、 判断题(2×7=14分):
1. (W)sinz是一个有界函数.
2. (W )若函数f(z) 的实部和虚部在z0处可微满足Cauchy-Riemann条件,则f(z)在z0解析.
3. (R)若)(lim0zfzz存在且有限,则z0是f(z)的可去奇点.

4. (R)设函数)(zf在复平面上解析,若它有界,则必)(zf为常数.
5. (R)若0z是)(zf的极点,则)(lim0zfzz.
6. (R)若)(zf与)(zg在D内解析,且在D内一小弧段上相等,则Dzzgzf),()(.
7. (R)如果函数()fz在1z内解析,则11max{()}max{()}.zzfzfz
二、 单项选择题(本大题共3×4=12分)

1. 下列结论不正确的是 A .
A. 函数)(zf在扩充复平面内的孤立奇点(包括无穷远点)的留数之和为零;

B. 函数)(zf“在区域D内解析” 与“在区域D内积分与路径无关” 等价;
C. 如果)(zf在闭曲线C围成的闭区域D上除极点外解析,则)(zf在D上只有有限个奇点;
D. 函数ivuzf)(在区域D内解析的充要条件是在D内v是u的共轭调和函数.
2. 方程014258zzz 在|z|<1内根的个数为 C .
(A) 8; (B)1; (C) 5; (D)0.

3. 已知izizw312312将区域1,11zzzD保角地映射成区域 C .

A. 3arg0w; B. 32arg3w;
C. 3arg32w; D. 0arg3w.

上 海 交 通 大 学 试 卷( A 卷)解答
( 2009 至 2010学年 第一学期 )

班级号_______________________ 学号______________ 姓名
课程名称 复变函数B 成绩
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4. 设C为正向圆周11z,那么Czzdz33)1()1(的值是 A
A. i83; B i43; C. i43 ; D. i83
三、填空题(本大题共3×6=18分)
1. 函数21z在2z处的泰勒展开式为1122)2(21nnnznz.

2. 设函数 2371,Cfzdz C:2||z,则
iif2612)1('
.

3. 当a 0.5 时,函数xyiyxazfarctan)ln()(22在区域
0x
内解析.

4. 函数zezfzsin)(11 在扩充复平面上的所有奇点是,,1k,它们的奇点类型
分别是 本性奇点,一阶级点,非孤立奇点(极点要指出其级).

5. ii的主值为)22(ke.
6. idzezzzz321213 .

题号 一 二 三 四 五 六 七
得分
批阅人(流水阅
卷教师签名处)

我承诺,我将
严格遵守考试纪
律。

承诺人:
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四、 计算题(本大题共6×3=18分)
1. 设C为正向圆周|z|=1,求I=dzzecz21.

1]0),([Rezfs

izfsidzzecz2]0),([Re221=因此,

2. 利用留数计算积分)0()(3sin022adxaxxx的值.
aeI32

.

3.利用留数求积分 )10(,cos21202aaad 的值.
.12))(1(cos2121||202aazazdziaadz





,||0,1!2111)(4212zzzzzezf
z

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五、共形映射(7×2=14分)
1. 求将扇形域 4arg0,2zz映射成单位圆|w|<1的函数(需要画图).

.)16()16()16()16(24242424zizzizw
2. 试作一单叶解析函数w=f(z),把|z|<1映射成|w|<1,并且使f(0)=1/2,f’(0)>0 .

.12/12zzw

六、 证明题(8×3=24分)
1. 用两种方法证明0是函数ze1的本性奇点。

解:首先,0是函数ze1的孤立奇点。
1) 当zzezez/1/10;00时,时,
所以,0是函数ze1的本性奇点。

2)321!31!2111zzzez
主要部分有无穷多项,所以,0是函数ze1的本性奇点。
2. 利用柯西不等式证明:设函数)(zf在圆 :12Cz 内解析,且在C上连续,4020
是)(zf在C上取得的最大值,证明:2010|)1('|f.
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解:根据柯西不等式,我们有
.2010240202|)1('|Mf
3. 叙述并证明代数学基本定理。
解:任何一个非零的一元n次复系数多项式,都正好有n个复数根。

证明一
寻找一个中心为原点,半径为r的闭圆盘D,使得当|z| ≥ r时,就有
|p(z)| > |p(0)|。因此,|p(z)|在D内的最小值(一定存在,因为D是紧致的),
是在D的内部的某个点z0取得,但不能在边界上取得。于是,根据最小模原理,
p(z0) = 0。也就是说,z0是p(z
)的一个零点(根)。

证明二
由于在D之外,有|p(z)| > |p(0)|,因此在整个复平面上,|p(z)|的最小值在
z0取得。如果|p(z0)| > 0,那么1/p
在整个复平面上是有界的全纯函数,这是

因为对于每一个复数z,都有|1/p(z)| ≤ |1/p(z0)|。利用刘维尔定理(有界
的整函数一定是常数),可知1/p是常数,因此p是常数。于是得出矛盾,所
以p(z0) = 0。

证明三
这个证明用到了辐角原理。设R为足够大的正实数,使得p(z)的每一个根的绝
对值都小于R;这个数一定存在,因为n次多项式函数最多有n个根。对于每一
个r > R,考虑以下的数:
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其中c(r)是中心为0,半径为r的逆时针方向的圆;于是辐角原理表明,这个
数是p(z)在中心为0、半径为r的开圆盘内的零点的数目N,由于r > R,所以
它也是p(z)的零点的总数目。另一方面,n/z沿着c(r)的积分除以2πi,等于
n
。但这两个数的差为:

被积分的有理表达式中的分子,次数最多是n − 1,而分母的次数是n + 1。因
此,当r趋于+∞时,以上的数趋于0。但这个数也等于N − n,因此有N = n。

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