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。