复变函数与积分变换试题及答案(2)

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复变函数与积分变换试题与答案

1.(5)复数z与点(,)

x y对应,请依次写出z的代数、几何、三角、指数表达式和z的3次方根。

2.(6)请指出指数函数z e

w=、对数函数z

w ln

=、正切函数=的解析域,并说明它们的解析域是哪类点集。

z

w tan

3.(9)讨论函数2

2i

=的可导性,并求出函数)(z

z

f+

)

(y

x

f在可导点的导数。另外,函数)

f在可导点解析吗?是或否请说明

(z

理由。

4.(7)已知解析函数v u z f i )(+=的实部y x y u 233-=,求函数

v u z f i )(+=的表达式,并使0)0(=f 。

5.(6×2)计算积分:

(1)⎰+-C

n z z z

1

0)

(d ,

其中C 为以0z 为圆心,r 为半径的正向圆周, n 为正整数;

(2)⎰=+-3||2d )

2()1(e z z

z z z 。

6.(5×2)分别在圆环 (1)1||0<

2

)1(1

)(z z z f -=

展为罗朗级数。

7.(12)求下列各函数在其孤立奇点的留数。

(1) 3

sin )(z

z

z z f -=; (2) z z z f sin 1)(2=; (3) 11

e )(-=z z z

f .

8.(7)分式线性函数、指数函数、幂函数的映照特点各是什么。

9.(6分)求将上半平面 0)Im( z 保形映照成单位圆 1|| w 的分式线性函数。

10.(5×2)(1)己知 F )()]([ωF t f =,求函数)52(-t f 的傅里叶变换;

(2)求函数)

i 5)(i 3(2

)(ωωω++=

F 的傅里叶逆变换。

11.(5×2)(1)求函数)2(e )(2-=t u t f t 的拉普拉斯变换; (2)求拉普拉斯逆变换L -1

]5

4[

2

++s s s

12.(6分)解微积分方程:0)0( ,1d )()('0==+⎰y y t y t

ττ。

答 案

1.(5分)请依次写出z 的代数、几何、三角、指数表达式和z 的3次方根。

(cos sin )i z x iy re r i θθθ=+==+

23

k i

z re

θπ+=

z :,r Argz

2. (6分)请指出指数函数z e w =、对数函数z w ln =、正切函数

z w tan =的解析域,并说明它们的解析域是哪类点集。

指数函数z e w =、对数函数z w ln =、正切函数z w tan =的解析域 分别为:整个复平面,无界开区域;除去原点及负半实轴,无界开区域,;除去点2

z k π

π=+

,无界开区域。

3.(9分)讨论函数22i )(y x z f +=的可导性,并求出函数)(z f 在可导点的导数。另外,函数)(z f 在可导点解析吗?是或否请说明理由。 解:

2200u v u u

x y x y y y

∂∂∂∂====∂∂∂∂,,u v 可微 所以x y =时函数可导,且()2x y f z x ='=。

因为函数在可到点的任一邻域均不可导,所以可导点处不解析。 4. (6分)已知解析函数v u z f i )(+=的实部y x y u 233-=,求函

数v u z f i )(+=的表达式,并使0)0(=f 。

解:3222

323232323236,33,3()3i(3)(0)00

()3i(3)

u y x y

u v u v xy y x x y y x v x xy c

f z y x y x xy ic

f c f z y x y x xy =-∂∂∂∂=-==-=-∂∂∂∂∴=-+=-+-+=∴==-+-

5.(6×2)计算积分:

(1)⎰+-C

n z z z

1

0)

(d , 其中C 为以0z 为圆心,r 为半径的正向圆周, n 为正整数;

(2)⎰=+-3||2

d )

2()1(e z z

z z z 。 解 (1)设C 的方程为θi 0e r z z +=)π20(≤≤θ,则

⎰⎰+++=-π20)1i(1i 10d e

e i )(d θθθ

n n C n r r z z z ⎰=π

20i d e

i

θθ

n n r ⎰

-=π

20

d )sin i (cos i

θθθn n r

n

所以 i π2d )(d 0

10=-=-⎰⎰+C C

n z z z

z z z (当0=n 时)

0)(d 1

0=-⎰+C

n z z z

(当0≠n 时)。

(2)⎰=+-3||2d )

2()1(e z z

z z z

⎰⎰=+=-+-++-=21|2|221|1|2d )2()1(e d )2()1(e z z

z z z z z z z z

⎰⎰=+=-+-+-+=2

1|2|221|1|2d 2)1(e d )1(2e z z

z z

z z z z z z

2

2

1)1(e i π2)'2e (i π2-==-⋅

++⋅=z z

z z z z

i π)e e 2(9

2

i πe 92i πe 9422--+=+=

. 6.(5×2)分别在圆环 (1)1||0<

2

)

1(1

)(z z z f -=

展为罗朗级数。 解:(1) ∑∞

==-=-0

2

)'()'11()1(1n n

z z z )1|(| 0

<=∑∞

=z nz n n ,

∴)1|(| )1(11)(1

1

2<=-⋅=∑∞=-z nz z z z f n n . (2) )1|1(| 1)()1(111

10

<---=-+=

∑∞

=z z z z n n n , ∴ ∑∞

=---=-=

2

2)1()

1()1(1

)1(1)(n n n

z z z z z f

)1|1(| )1()1(0

2<---=∑∞

=-z z n n n .

7. (12)求下列各函数在其孤立奇点的留数。