第1章复变函数习题答案习题详解 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/5/17 16:57:39星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

17817???8?2解:设z?x?iy,由z?1?4z?1??x?,表示以为圆心半径为z???y????151515???15?的圆的外部(不含圆周),是无界的多连通域。 8) z?2?z?2?6;

解:z?2?z?2?6表示以z?2与z??2为焦点长半轴a?3短半轴b?界的单连通闭域。 9) z?2?z?2?1;

225的椭圆及其内部,是有

解:z?2?z?2?1表示以z?2与z??2为焦点实半轴a?左侧,是无界的单连通域。 10) zz??2?i?z??2?i?z?4。

151虚半轴b?的双曲线左边一支的

222解:设z?x?iy,由zz??2?i?z??2?i?z?4??x?2???y?1??3,表示以点z?2?i为圆

22心半径为3的圆及其内部,是有界的单连通闭域。

23. 证明复平面上的直线方程可写成:az?az?c,(a?0为复常数,c为实常数)。 证明:设点z?x?iy在直线上,则直线方程可写成:Ax?By?c ?A,B,c?R?

11z?z?x,z?z?y 22i11?Az?z?Bz?z?c 22i11整理得:?A?iB?z??A?iB?z?c

2211令a??A?iB?,则a??A?iB?。因为A,B不全为零,所以a?0。

22又?????????? az?az?c 是复平面上的直线方程(a?0为复常数,c为实常数)。

24. 证明复平面上的圆周方程可写成:zz?az?az?c?0(其中a为复常数,c为实常数)。 证明:设点z?x?iy在圆上任意一点,点z0?x0?iy0为圆心,半径为a,则圆的方程为:

?x?x0?2??y?y0?2?a2

11?1??1??z?z?x,z?z?y。代入上式,得:?z?z?x0???z?z?y0??a2。 22i?2??2i???????2??222整理得:zz??x0?iy0?z??x0?iy0?z?x0?y0?a2?0 222令x0?y0?a?c,????x0?iy0?,????x0?iy0?

? zz??z??z?c?0 是复平面上的圆的方程(?为复常数,c为实常数)。

25. 将下列方程(t为实参数)给出的曲线用一个实直角坐标方程表出: 1) z?t?1?i?;

解:设z?x?iy,则z?x?iy?t?1?i? ? ?2) z?acost?ibsint,(a,b为实常数);

?x?t ? y?x

?y?t?x?acostx2y2解: 设z?x?iy,则z?x?iy?acost?ibsint ? ? ? 2?2?1

ab?y?bsint3) z?t?i; t?x?ti1?解:设z?x?iy,则z?x?iy?t? ? ?1 ? y?

txy??t?4) z?t?2i; 2t?x?t2i1?2??x?0,y?0? 解:设z?x?iy,则z?x?iy?t?2 ? ? y?1xt?y?2t?5) z?acht?ibsht,(a,b为实常数);

?x?achtx2y222解:设z?x?iy,则z?x?iy?acht?ibsht ? ? ? 2?2?1?cht?sht?1

ab?y?bsht6) z?ae?beit?it;

it?it解:设z?x?iy,则z?x?iy?ae?be?x??a?b?costx2y2?? ? ??1 22??y?a?bsint?a?b??a?b??7) z?e,(??a?bi为复数)。

?t解:设z?x?iy,则z?x?iy?e?t?e?a?bi?t?x2?y2?e2at??x?ecosbt???? ?yat??y?esinbt??tanbt?xat?x2?y2?e2at2ayarctan?22bx? ? 1y ? x?y?e?t?arctanbx?26. 函数w?221把下列z平面上的曲线映射成w平面上怎样的曲线? z1) x?y?4;

x?

u??x2?y21?

解:设z?x?iy,w?u?iv,则?w? ? ?

?yz?v?

?x2?y2?

2222 ?x?y?4 ? u?v?1是w平面上的圆。 42) y?x;

x?

u??x2?y21?

解:设z?x?iy,w?u?iv,则?w? ? ?

?yz?v?

?x2?y2?

?x?y ? u??v且z?0是w平面上的直线。 3) x?1;

x?u??x2?y21?

解:设z?x?iy,w?u?iv,则?w? ? ?

?yz?v?

?x2?y2?

1?1? ?x?1 ? u?u?v ? ?u???v2?是w平面上的圆。

2?4?2224)

?x?1?2?y2?1。

x?u??x2?y21?解:设z?x?iy,w?u?iv,则?w? ? ?

?yz?v??x2?y2?222 ??x?1??y?1 ? x?y?2x ? u?21是w平面上的直线。 227. 已知映射w?z,求: 1) 点z1?i,z2?1?i,z3?33?i在w平面上的象;

3333解:w1?z1?i??i w2?z2??1?i???2?2i

3w3?z3??3?i?3??2?2i?8i

2) 区域0?argz?解:?0?argz??3在w平面上的象。

?3 ?0?argw??3?3 ? ?0?argw??

28. 证明§6定理二与定理三。

定理二 如果1) 2)

limf?z??A,limg?z??B,那么

z?z0z?z0lim?f?z??g?z???A?B;

z?z0lim?f?z??g?z???AB;

z?z03) 证明:

limz?z0f?z?A??B?0? g?z?B1) ?limf?z??A,limg?z??B,则???0

z?z0z?z0 ??1?0,使0?z?z0??1时,有f?z??A? ??2?0,使0?z?z0??2时,有g?z??B??2

?2 取??min??1,?2?,则当0?z?z0??时,必有

?f?z??g?z????A?B??f?z??A?g?z??B??2??2??成立。

故2) ?lim?f?z??g?z???A?B。

z?z01limg?z??B,则??z?z0z?z0?0及M?0,使0?z?z0??1时,g?z??M

???0,?limf?z??A,???2?0,使0?z?z0??2时,有f?z??A???M?A

又?limg?z??B,故存在?3?0,使0?z?z0??3时,有g?z??B?z?z0M?A 取??min??1,?2,?3?,则当0?z?z0??时,必有

f?z?g?z??AB?f?z?g?z??Ag?z??Ag?z??AB?故

?M?AM?A?M?A??

lim?f?z??g?z???AB。

z?z03) ?limg?z??B?B?0?,则??1?0及M?0,使0?z?z0??1时,g?z??z?z0B2

???0,?limf?z??A,limg?z??B???z?z0z?z02?0,使0?z?z0??2时,有

B2? f?z??A?2?A?B?B2? ??3?0,使0?z?z0??3时,有g?z??B?

2?A?B? 取??min??1,?2,?3?,则当0?z?z0??时,必有

Bf?z??Ag?z?Bf?z??AB?Ag?z??ABB?f?z??A??A?g?z??B?f?z?A????g?z?Bg?z??Bg?z??Bg?z??B ?Bf?z??A?Ag?z??Bg?z??B?B2?B2?B?A2?A?B?2?A?B?B22??

limz?z0f?z?A??B?0?。 g?z?Bu?x,y?和v?x,y?定理三 函数f?z??u?x,y??iv?x,y?在z0?x0?iy0处连续的充要条件是:

在点?x0,y0?处连续。

证明:f?z??u?x,y??iv?x,y?在z0?x0?iy0处连续,?

0000limf?z??f?z?,即

0z?z0lim?u?x,y??iv?x,y???u?x,y??iv?x,y? ?

z?z0x?x0,y?y0limu?x,y??u?x,y?,limv?x,y??v?x,y?

0000x?x0,y?y0 即u?x,y?和v?x,y?在点?x0,y0?处连续。

29. 设函数f?z?在z0连续且f?z0??0,那么可找到z0的小邻域,在这邻域内f?z??0。 证明:?f?z0??0 ?f?z0??0 函数f?z?在z0连续,即 可取??limf?z??f?z?

0z?z01f?z??0,存在?????0,使得当z?z0?????时,有 21f?z0? f?z??f?z0????21f?z0? 又f?z0??f?z??f?z??f?z0? ? f?z0??f?z??211f?z0??f?z0??0 ?f?z??f?z0??22