复变函数与积分变换习题

2026/4/28 2:37:22

3.描出下列不等式所确定和区域与闭区域,并指明它是有界的还是无界的?是单连域还是多连域?并标出区域边界的方向。 z?1,Rez?1(1)

2

解:由z?1,得x2?y2?1 Rez?11 又

2x?,得2

(2)Rez2?1

解:令 z?x?iy

由Rez2?1?x2?y2?1 即:y2?x2?1

y 0 有界,单连域

y -1 0 0 1 x 无界,单连域

z?1?2(3)z?1

54(x?)2?y2?()233 解:令z?x?iy 则:

y 3/5 x 无界,多连域

4.对于函数??f(z)?iz,D:Imz?0,描出当z在区域D内变化时,w的变化范围。 解:令z?x?iy

则w?f(z)?iz?i(x?iy)??y?ix ?Imz?0,则y?0

?Rew??y?0,

?w的变化范围在第2,3象限,但不包括虚轴

0 u v Rez5.试证z?0z不存在。

Rezlimxlimx?0x?iyz?0y?0zlim 证:

=

1 令y?kx 则:上述极限为1?ki不确定,因而极限不存在。

*6.思考题

(1)怎样理解复变函数w?f(z)? 答:设w?u?iv,z?x?iy,则w?f(z)就是 u?iv?f(x?iy)?u(x,y)?iv(x,y)

?u?u(x,y)?即 ?v?v(x,y) 因此,一个复变函数f(z)与两个实变函数u(x,y)和v(x,y)相对应,从

几何意义上来说,复变函数可以看作是z平面上的点集D到w平面上的点集G上的映射。

(2)设复变函数f(z)当z?z0时的极限存在,此极限值与z趋于z0所采取的方式(取的路径)有无关系?

答:没有关系,z以任意方式趋于z0时,极限值都是相同的,反过来说,若令z沿两条不同的曲线趋于z0时极限值不相等,则说明f(z)在z0没有极限,这与高等数学中的情形是类似的,只是一元实函数中,x只能从左、右以任何方式趋于x0,而这里可以从四面八方任意趋于z0。

练 习 三

1.用导数定义,求f(z)?zRez的导数。 解:?z?0limf(z??z)?f(z)(z??z)Re(z??z)?zRez?lim?z?0?z?z

当z?0时,导数不存在,

zRe?z??zRez??zRe?zRe?z?lim(Rez?Re?z?z)?z?0?z?0?z?zRe?z?x?lim(Rez?)?lim(Rez?z?)?z?0?x?0?z?x?i?y?y?0?lim

当z?0时,导数为0。

2.下列函数在何处可导?何处不可导?何处解析?何处不解析?

1z (1)

1zxyf(z)??2?2?i2?u(x,y)?iv(x,y)zzx?iyx?y2解:

f(z)?y2?x2ux?2(x?y2)2?2xyvx?2(x?y2)2uy??2xy(x2?y2)2x2?y2vy?2(x?y2)2

当且仅当x?y时, f(z)满足C?R条件,故当x?y时f(z)可导,但在复平面不解析。

3223f(z)?x?3xy?i(3xy?y) (2)

解:令f(z)?u(x,y)?iv(xy)

ux?3x2?3y2 则

vx??6xyvy?3x2?3y2

uy?6xy因f(z)在复平面上处处满足C?R条件,且偏导数连续,故f(z)可导且解析。

3.设my?nxy?i(x?lxy)为解析函数,试确定l,m,n的值。 解:由C?R条件可知: 2nxy?2lxy 又 3my?nx??3x?ly22223232所以 n?l

所以 3m??l,且n??3

?m?1?即 ?n?l??3

4.设f(z)在区域D内解析,试证明在D内下列条件是彼此等价的。 (1)f(z)=常数; (2)f?(z)?0; (3)Ref(z)?常数 (2)Imf(z)?常数; (5)f(z)解析; (6)f(z)?常数。 证:由于f(z)在且域D内解析,则可得C?R方程成立,即

?u?v?u?v????x?y且?y?x

1)→2)由f(z)?c则f?(z)?c??0在D内成立,故(2)显然成立,

f?(z)?2)→3)由

?u?v?v?u?u?u?i??i?0???0?u(x,y)?x?x?y?y?x?y是常数

即 Ref(z)?常数

??v?0????y???v(x,y)?u?u??v?0????0??x?y3)→4) u?常数 由C?R条件 ??x是常数

?Imf(z)?常数

4)→5)若Imf(z)?c,f(z)?u?ic,f(z)?u?ic1,因f(z)在D内解析

?u?v?c?u?v?c???0,?????0?x?y?y?y?x?x ?u?(?c)?u?(?c)?,???y?y?x 即 ?x?一阶偏导连续且满足C?R条件?f(z)在D内解析

5)→6) f(z)?u?iv,g(z)?f(z)?u?iv 因g(z)解析,则由C?R条件

?u?v??,?x?y?u?v???y?x, 对f(z)在D内解析,


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