()sin 15201012zz e zi =+⎰A )0 (B )班 级 学 号 姓 名5. 级数1(1)11nn n a i n n ∞=⎡⎤-⎛⎫++⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦∑(其中a 为实常数)【 A 】 (A )发散 (B )收敛性与a 的取值有关 (C )条件收敛 (D )绝对收敛6.0z =是函数21cos z z z-的【 B 】(A )可去奇点 (B )一级极点 (C )二级极点 (D )本性奇点7. 1011Re ,0z e s z ⎡⎤-=⎢⎥⎣⎦【 C 】直接展开成洛朗级数找出对应的负一次项(A )0 (B )199! (C )1100! (D )1101!8. 函数2,1()0,1t f t t ⎧≤⎪=⎨>⎪⎩ 的傅里叶变换等于【 D 】(A )2cos ωω(B )2sin ωω(C )4cos ωω(D )4sin ωω9. 若函数()f t 的拉普拉斯变换[]()()L f t F s =存在,则下列等式中正确的是【 C 】 (A )[]112()()2L F s f t -=(B )[]1()()L sF s tf t -= (C )01()()t L f t dt F s s ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦⎰ (D )[]()sin()()L f t at F s a =-(其中a 为常数)10.函数11,0()0,0t f t t >⎧=⎨<⎩与21,10()0,10t f t t t -<<⎧=⎨≤-≥⎩或在傅里叶变换意义下的卷积12()*()f t f t 等于【 D 】(A )0 (B )0,0,0t t t ≤⎧⎨>⎩ (C )0,11,1t t t ≤-⎧⎨+>-⎩ (D )0,11,101,0t t t t ≤-⎧⎪+-<≤⎨⎪>⎩二、填空题(每题3分,共15分)11.函数2()()(2)f z x y i x y =-++在其可导点处的导数值等于 2i + ;12.设函数()2223()f z d z ζζζζ=+=-⎰(其中圆周2ζ=取逆时针方向),则(0)f '= 4i π ;13.函数cos ()sin z e zf z z=在 01z i =+ 处的泰勒展开式的收敛半径R = ___ ____;14.函数()sin(2)f t t t =的拉普拉斯变换为 224(4)ss + ; 15.在拉普拉斯变换意义下,卷积 1*cos t sin t .三、解答题(共6个题,共55分,要求:写出必要的解题步骤)16.计算复积分:Re()CI z z dz =⎰,其中C 为由原点 O 到 12i - 的直线段。
(7分)解:由条件,得曲线C 的参数方程为:,:012x tC t y t=⎧→⎨=-⎩……(2分),则2(12)z t ti i t =-=-,从而11220Re()(12)(12)(12)CI z z dz i t td i t i t dt ==--=-⎰⎰⎰……(4分)12230(12)(12)41333i i ti --===--……(6分)解:由拉普拉斯变换的定义,得[]()30()()2sttt st L f t f t e dt ee e dt +∞+∞---==+⎰⎰……(2分)(3)(1)(3)(1)02231s t s t s ts te e e e dt s s +∞-+--+∞-+--⎡⎤=+=--⎣⎦+-⎰……(5分)(3)(1)21212lim 313131s t s t s e e s s s s s s -+--→+∞⎡⎤⎡⎤=-+++=+⎢⎥⎢⎥+-+-+-⎣⎦⎣⎦(Re(3)0s +>且Re(1)0s ->) ……(7分)故[]312()231t tL f t L e e s s -⎡⎤=+=+⎣⎦+-(Re()1s >) ……(8分)(1)1z <<+∞; (2)011z <-<。
解:(1)因为1z <<+∞,所以11z<,从而 23111()1(1)1f z z z z z==---……(2分)3300111nn n n z z z∞∞+==⎛⎫=-=- ⎪⎝⎭∑∑……(5分)(2)因为011z <-<,所以2211111()(1)11f z z z z z z z '⎛⎫==-= ⎪---⎝⎭……(2分) 1011111(1)(1)(1)(1)11(1)11n n n n n n z n z z z z z ∞∞-==''⎡⎤⎡⎤==--=--⎢⎥⎢⎥-+---⎣⎦⎣⎦∑∑……(4分) 21(1)(1)n n n n z ∞-==--∑ ……(5分)或 22211111()(1)111(1)f z z z z z z z ⎡⎤⎛⎫==-=- ⎪⎢⎥---+-⎝⎭⎣⎦22011(1)(1)(1)(1)1n n n n n n z n z z ∞∞-==⎡⎤=---=--⎢⎥-⎣⎦∑∑解:因为函数22(25)xx x -+分母含x 的最高次比分子含x 的最高次高3次,并且作为复变量z 的函数,22(25)zz z -+的孤立奇点为12i ± ……(4分) 即22(25)zz z -+在实轴上没有孤立奇点,从而 22222Re ,12(25)(25)x zdx i s i x x z z π+∞-∞⎡⎤=+⎢⎥-+-+⎣⎦⎰……(6分)222212122lim (12)2lim (25)(12)z i z i z zi z i i z z z i ππ→+→+''⎡⎤⎡⎤=--=⎢⎥⎢⎥-+-+⎣⎦⎣⎦……(8分) 3312(12)242(12)2lim2(12)(4)16z i z i z i i i i z i i πππ→+-+--+===-+……(10分)计算积分3(1)zz r e dz z z =-⎰解:函数3(1)ze z z -有两个孤立奇点0,1。
由01r <≠,有 (1) 当01r << 时,有333(1)22(1)(1)zzz z r z r z e e e z dz dz ii z z z z ππ===-===--⎰⎰……(5分)(2) 当1r >时,由留数定理,得3(1)z z r e dz z z =-⎰2分) 3330112lim lim (1)(1)2!(1)z zz z e e i z z z z z z π→→⎧⎫''⎡⎤⎡⎤⎪⎪=+-⎨⎬⎢⎥⎢⎥--⎣⎦⎣⎦⎪⎪⎩⎭ 332011112212lim lim 21lim (1)22z zz z z z e ei i e z zz z z ππ→→→⎡⎤''⎛⎫⎡⎤⎛⎫⎢⎥=-=--+ ⎪ ⎪⎢⎥⎢⎥-⎝⎭⎣⎦⎝⎭⎣⎦……(4分)121(2)2i e e i ππ⎛⎫=-=- ⎪⎝⎭……(5分)解:记[]()()L y t Y s =,对原方程两边同时取拉普拉斯变换,得[]21()(0)(0)()(0)2()2s Y s sy y sY s y Y s s '⎡⎤-----=⎣⎦-……(4分)将初值条件(0)(0)0y y '==代入上式,得21()()2()2s Y s sY s Y s s --=- 解得 2211()(2)(2)(2)(1)Y s s s s s s ==----+……(6分)则[]1()()y t L Y s -=方法一:因为 22211(1)(2)111()(2)(1)3(2)(1)3(2)(2)(1)s s Y s s s s s s s s ⎡⎤+--===-⎢⎥-+-+--+⎣⎦2211111111113(2)3(2)(1)3(2)9291s s s s s s =-=-+--+--+所以[]11112111111()()3(2)9291y t L Y s L L L s s s ----⎡⎤⎡⎤⎡⎤==-+⎢⎥⎢⎥⎢⎥--+⎣⎦⎣⎦⎣⎦ 2222111111()399399st t t t t ts e e e te e e --='=-+=-+ 即22111()399t t ty t te e e -=-+。
……(10分)方法二:因为21()(2)(1)Y s s s =-+有一个二级极点2和一个一级极点1-,所以[]122()()Re ,2Re ,1(2)(1)(2)(1)st ste e y t L Y s s s s s s s -⎡⎤⎡⎤==+-⎢⎥⎢⎥-+-+⎣⎦⎣⎦22221lim (2)lim (1)(2)(1)(2)(1)st st s s e e s s s s s s →→-'⎡⎤⎡⎤=-++⎢⎥⎢⎥-+-+⎣⎦⎣⎦22222212(1)131111lim lim lim 1(2)(1)999399st st t t st t t t t s s s e e t s e t e e e te e e s s s ---→→-→'⎡⎤+--=+=+=+=-+⎢⎥+-+⎣⎦即22111()399t t ty t te e e -=-+ ……(10分)。