复变函数的积分习题二答案
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习题二解答1.利用导数定义推出:
1 1
n n−1 ⎛⎞
1)( )' ,( ) 2 '
z nz n是正整数;)⎜⎟− 2 。
z z
⎝⎠
n (z +∆z)n −zn n−1 2 n−2 n−1 n−1
证 1 )(z )' lim lim(nz +C z
∆z +∆z ) nz
n
z z
∆→0 ∆z ∆→0
1 1
−
1 1
1
⎛⎞z +∆z z
2 )⎜⎟' lim −lim =− 2
z ∆→z 0 ∆z ∆→z 0 z(z +∆z) z
⎝⎠
2.下列函数何处可导?何处解析?
2
3 3
(1)f (z ) x −i y (2 )f (z) 2x =+3y i
() 2 2
(3)f z xy +ix y (4 )f (z) sin xchy +i cosxshy
∂u ∂u ∂v ∂v
解(1)由于2x, 0, 0, −1
∂x ∂y ∂x ∂y
1
( )
在z 平面上处处连续,且当且仅当x − 时,u,v 才满足C-R 条件,故f z u +i v x −i y 仅在
2
1
直线x − 上可导,在z 平面上处处不解析。
2
∂u 2 ∂u ∂v ∂v
2
(2 )由于6x ,0 ,0 ,
9y
∂x ∂y ∂x ∂y
在z 平面上处处连续,且当且仅当2
2
2x 3y ,即2x ±
3y 0 时,u,v 才满足C-R 条件,故
3 3
f z u =+iv 2x =+3y i 仅在直线2x ±3y 0 上可导,在z 平面上处处不解析。
( )
∂u 2 ∂u ∂v ∂v 2 (3)由于y ,2xy ,2xy ,x
∂x ∂y ∂x ∂y
在z 平面上处处连续,且当且仅当z=0 时,u,v 才满足C-R 条件,故() 2 2
f z xy +i x y 仅在点z 0
处可导,在z 平面处处不解析。
∂u ∂u ∂v
∂v
(4 )由于cosxchy ,sin xshy ,
=−sin xshy ,cosxchy
∂x ∂y ∂x
在z 平面上处处连续,且在整个复平面u,v 才满足C-R 条件,故f (z) sin xchy +i cosxshy 在
z 平面处处可导,在z 平面处处不解析。
3.指出下列函数f (z) 的解析性区域,并求出其导数。
1)(z −1)5 ;(2 )z3 +2iz ;
1 az +b
3);(4 )
中至少有一个不为
2
(c,d 0)
z −1 cz +d
′ 4 ()
解(1)由于f z 5(z =−1) ,故f z 在z 平面上处处解析。
( )
′( ) 2 ()
(2 )由于f z 3z +2i ,知f z 在z 平面上处处解
−2z 2z
(3)由于′( )
f z 2 − 2 2
2 ( )( )
(z ) z −1 z +1
−1
知()
()
f z 在除去点z ±1外的z 平面上处处可导。
处处解析,z ±1是f z 的奇点。
1
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ad −bc
f ′z ()
(4 )由于( ) 2 ,知f z 在除去z −d / c(c ≠0) 外在复平面上处处解析。
(cz +d)
5.复变函数的可导性与解析性有什么不同?判断函数的解析性有那些方法?
答:
f (z) 在D (区域)内解析 f (z) 在D 内可导
f (z) 在z0 解析 f (z) 在z0 可导
f (z) 在z0 连续
判定函数解析主要有两种方法:1)利用解析的定义:要判断一个复变函数在z0 是否解析,只
要判定它在z0 及其邻域内是否可导;要判断该函数在区域D 内是否解析,只要判定它在D 内是否
可导;2 )利用解析的充要条件,即本章§2 中的定理二。
6.判断下述命题的真假,并举例说明。
() ′( )
(1)如果f z 在z0 点连续,那么f z0 存在。
′( ) ( )
(2 )如果f z0 存在,那么f z 在z0 点解析。
() ()
(3)如果z0 是f z 的奇点,那么f z 在z0 不可导。
(4 )如果()
z 是f z 和g (z) 的一个奇点,那么z 也是f z +g (z) 和f z / g(z) 的奇点。
0 0 ( ) ( )
(5)如果u(x, y) 和v(x,。