复变函数习题精选

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时间:2019-03-08

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1、复变函数作业林聪萍、来雅萍习题一P.13(P.13)3.证明:(2)设z及z是两复数.如果z+z和zz都是实数,那么z和z或者都是实数,12121212或者是一对共轭复数.证明:设zu=+iv,zu=+iv111222则zz+=ui++vu+iv=()uu++i(v+v)1211221221zz=+()uiv(u+iv)=uu−vv+i(vu+uv)12112212121212由于z+z和zz都是实数,1212⎧vv+=021即可得⎨⎩vu+=uv01212解得vv==0或uu=1212当vv==0时,z和z都是实数;当u=u时

2、,两者是一对共轭复数.121212习题二P.372(P37)2、证明函数f()z=

3、z

4、除去在z=0外,处处不可微。22222证:设zx=+yi,则f()zz==

5、

6、x+y,令则u=x+y,v=0,f()z=u+vi,∂uv∂∂u∂v由定理3.1(C-R条件)知:f(z)可微的充要条件是=,=−∂x∂∂yy∂x∂∂uv∂u∂v而==2,xy0,=2,=0∂∂xx∂y∂y∂∂uv∂v∂u因此20x===,0===2y,∂∂xy∂xy∂即x=0,y=0,从而fz()只在z=0处可微。证毕'(P37)3、设函数fz()在区域D内解析。

7、证明:如果对每一点z∈D,有fz()=0,那么fz()在D内为常数。'∂uv∂∂v∂u证:设fz()=+uvi,则f()zi=+=−i,∂x∂∂xy∂y'∂uuv∂∂∂v由fz()=0得====0,故ux(,y)=常数,v(,xy)=常数,∂∂xy∂y∂y从而fz()=常数。证毕(P37)5.证明:若函数f(z)在上半平面解析,那么函数f(z)在下半平面解析.解:设Fz()=f(z),z为下半平面上任意一点。要证f(z)在下半平面解析,只需证明Fz()0'在下半平面处处可导,即证Fz()存在,而0'F()z−−F(z00)fz(

8、)fz()Fz()==0limlimzz→→00zz−−00zzzzf()zf−−(z)f()zf(z)00==limlimzz→0zz−0zz→0zz−0''由于z,z,是上半平面上的点,且f(z)在上半平面解析,所以上式右边极限存,且有Fz()=f()z.000由z的任意性,可得Fz()在下半平面处处可导,即Fz()在下半平面解析.02z(P37)6.试利用柯西—黎曼条件,证明下列函数在复平面上解析:ze,,sinz,cosz;2z而下列函数不解析:ze,,sinz,cosz.解:令zx=+yi,则2222(1)z=+()x

9、yi=x−y+2xyi,22∂∂uu∂∂vv此处ux=−y,v=2xy,=2,x=−2yy,=2,=2x∂∂xy∂∂xy∂∂uv∂v∂u2所以有=,=−,满足C—R条件,所以z在复平面上解析.∂∂xyx∂∂yzx()+yixx(2)ee==ecosy+iesiny∂∂uvx∂vx∂u==eycos,=esiny=−,满足C—R条件.∂∂xyx∂∂yiz−+izi()xyi−i()x+yi−yy−yyee−−ee−esinx−esinxecosx−ecosx(3)sinzi===+22ii22−−yyyy∂−uxcose−cosx

10、e∂v∂v−sinxe+sinxe∂u==,==−,满足C—R条件.∂∂x22yx∂∂yiz−+izix()yi−ix()+yi−yy−yyee++eeecosx+ecosxesinx−esinx(4)coszi===+2222−−yyyy∂−uesinx−esinx∂v∂vecosx−ecosx∂u==,==−,满足C—R条件.∂∂x22yx∂∂y2222(5)z=()x+yi=−−xy2xyi,22∂uu∂∂v∂v此处ux=−y,v=−2xy,=2x,=−2,yy=−2,=−2x∂∂xy∂x∂y∂∂uv∂v∂u2所以有=,=

11、−不成立,因此不满足C—R条件,所以z在复平面上不解析.∂∂xyx∂∂yz()xy+ixx(6)e==eecosy−iesiny∂∂uvx∂vx∂uz=≠eycos,=esiny≠−,不满足C—R条件,所以e在复平面上∂∂xyx∂∂y不解析.类似的可以证明sinz和cosz在复平面上不解析.∂uv1∂∂uv∂(P37)7.证明在极坐标下的柯西—黎曼条件是:=,=−r∂rr∂θ∂θ∂r解:令xr=cosθ,yr=sinθ,则∂∂uu∂x∂u∂yu∂∂u=⋅+⋅=cosθ+sinθ……………………………………………(1)∂∂rx∂r

12、∂y∂r∂x∂y∂∂uu∂x∂u∂y∂u∂u=⋅+⋅=(s−rinθ)+rcosθ…………………………………..(2)∂∂θθxy∂∂∂∂θx∂y∂∂vv∂x∂v∂y∂v∂v∂u∂u=⋅+⋅=cosθθ+sin=−cosθ+sinθ…………………(3)∂∂rx∂

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