复变函数试题及答案

二.判断题(每题3分,共30分) 1.f (z ) =z z n 在z =0解析。【 】

2.f (z ) 在z 0点可微,则f (z ) 在z 0解析。【 】 3.f (z ) =e z 是周期函数。【 】

4. 每一个幂函数在它的收敛圆周上处处收敛。【 】 5. 设级数∑c n 收敛,而∑|c n |发散,则∑c n z n 的收敛半径为1。

n =0

n =0

n =0

【 】

6. tan() 能在圆环域0

9.如果u 是D 内的调和函数, 则

1

dz =2

z (z -1)

f (z ) 在z 0解析,那末映射ω=f (z ) 在z 0具有保角性。

1z

f =

∂u ∂u -i ∂x ∂y

是D 内的解析函数。

【 】10.⎰

3

|z |=

2

|z |=

32

1

2dz =2πi 1|=2πi 。【 】 2z =1z -1z

三.(8分)v =e px sin y 为调和函数,求p 的值,并求出解析函数

f (z ) =u +iv 。

四.(8分) 求f (z )=

z

在圆环域1

(z -1)(z -2)

洛朗展开式。 五.(8分)计算积分⎰-∞六.(8分)设f (z ) =C

+∞

2cos x

。 2

x +4x +5

3ξ2+7ξ+1

d ξ

ξ-z

,其中C 为圆周|z |=3的正向,求

f '(1+i ) 。

七.(8分)求将带形区域{z |0复变函数与积分变换(A)的参考答案与评分标准 (2007.7.5) 一. 填空(各3分)

1. e -2k π+i ln 3; 2. 三级极点 ;3. 3z 2 ;4. 0 ;5. 0 ;6. ;

6s 2-27. 23

(s +1)

1e

;8. 0;

11

++πδ(ω-2) +πδ(ω+2)]。

2j (ω-2) j (ω+2)

9. 0 ;10. 1[

二. 判断1. 错;2. 错;3. 正确; 4. 错 ;5. 正确 ;6. 错; 7.错 ;8. 错 ;9. 正确 ;10. 错 。 三(8分) 解: 1)在1

111∞z n 1∞1n z n +11

f (z ) =z (-) =z (-∑() -∑() ) =-∑(n +1+n ) -----4

z -2z -12n =02z n =0z z n =02

2) 在1

∞111111

f (z ) =(1+) =(1+) =+∑(-1) n

n +2

1z -2z -2+1z -2z -2(z -2) n =0

(z -2)(1+)

z -2

--4

四.(8分) 解:被积函数分母最高次数比分子最高次数高二次, 且在实轴上无奇点, 在上半平面有一个一级极点 -2+i, 故

e ix e iz

⎰-∞x 2+4x +5=2πi Re s [z 2+4z +5, -2+i ]

+∞

--------3分 --------6分 故

+∞

e iz π

=2πi lim (z -(-2+i )) 2=(cos2-i sin 2) z →-2+i z +4z +5e

+∞2cos x e ix 2π

dx =2Re =cos 2 ⎰-∞x 2+4x +5⎰-∞x 2+4x +5e

---------8分 五

.(8

)

:

3ξ2+7ξ+1

f '(z ) = ξ 2⎰(ξ-z ) C

-------3分

由于1+i在|z |=3所围的圆域内, 故

3ξ2+7ξ+1

f '(1+i ) =d ξ=2πi (3ξ2+7ξ+1) '|ξ=1+i =2π(-6+13i ) -------82

(ξ-(1+i )) C

六. (8分) 解:利用指数函数映射的特点以及上半平面到单位圆的分式线性映射, 可以得到

π

f (z ) =e i θ

e

a

z

e a -z

(映射不唯一, 写出任何一个都算对)

七.(8分) 解:对方程两端做拉氏变换:

s 2`Y (s ) -sy (0) -y '(0) +(sY (s ) -y (0)) -3Y (s ) =

3 s +1

3+1

代入初始条件, 得Y (s ) =2 --------4分

s +2s -3

513

-

31

=+=++ (s +1)(s +3)(s -1) (s +3)(s -1) s +1s -1s +3

351

故, y (t ) =-e -t +e t +e -3t ---------8

488

分(用

留数做也可以)

复变函数 (A)的参考答案与评分标准 (2007.7.5)

一. 填空(各3分)1. e -2k π+i ln 3 ;2. 三级极点 ;3. 3z 2; 4. 0 ;5. 0 ;6. ;7. sin 1-cos 1 ;8. 0 ;9. 0 ; 10. 0。 二. 判断1. 错;2. 错;3. 正确 ;4. 错 ;5. 正确 ;6. 错 ;7. 错 ;8. 错 ;9. 正确 ;10. 错 。

三.(8分) 解:因为v =e px sin y 是调和函数, 则有

∂2v ∂2v

+2=02∂x ∂y

1

e

, 即

p 2e px sin y -e px sin y =(p 2-1) e px sin y =0

p =±1---------2

1) 当 p =1时, v =e x sin y , 由C-R 方程,

∂u ∂v ==e x cos y , 则u (x , y ) =e x cos y +g (y ) , 又由 ∂x ∂y ∂u ∂v

=-e x sin y +g '(y ) =-=-e x sin y ,故 g '(y ) =0, 所以g (y ) =c 。 ∂y ∂x

则 ----------3分

2) 当 p =-1时, v =e -x sin y , 由C-R 方程,

f (z ) =e z +c

∂u ∂v ==-e -x cos y , 则u (x , y ) =-e -x cos y +g (y ) , 又由 ∂x ∂y ∂u ∂v

=e -x sin y +g '(y ) =-=e x sin y ,故 g '(y ) =0, 所以g (y ) =c 。 ∂y ∂x

则 f (z ) =-e -z +c 四(8分) 解: 1)在1

111∞z n 1∞1n z n +11

f (z ) =z (-) =z (-∑() -∑() ) =-∑(n +1+n ) -----4分

z -2z -12n =02z n =0z z n =02

2) 在1

f (z ) =

1111(1+) =(1+)

z -2z -2+1z -2(z -2)(1+) z -2

11=+∑(-1) n

z -2n =0(z -2) n +2

-------4分

五.(8分) 解:被积函数分母最高次数比分子最高次数高二次, 且在实轴上无奇点, 在上半平面有一个一级极点 -2+i, 故

e ix e iz

⎰-∞x 2+4x +5=2πi Re s [z 2+4z +5, -2+i ]

+∞

--------3分

e iz π

lim (z -(-2+i )) 2=(cos2-i sin 2) =2πi z →-2+i z +4z +5e

--------6分 故六

.(8

)

+∞

+∞2cos x e ix 2π

dx =2Re =cos 2 ⎰-∞x 2+4x +5⎰-∞x 2+4x +5e

---------8分

:

3ξ2+7ξ+1

f '(z ) = ξ 2⎰(ξ-z ) C

-------3分

由于1+i在|z |=3所围的圆域内, 故

3ξ2+7ξ+1

f '(1+i ) =d ξ=2πi (3ξ2+7ξ+1) '|ξ=1+i

2

(ξ-(1+i )) C

=2π(-6+13i ) -------8

七. (8分) 解:利用指数函数映射的特点以及上半平面到单位圆的分式线性映射, 可以得到

π

f (z ) =e i θ

e

a

z

π

e a -z

(映射不唯一, 写出任何一个都算对)

二.判断题(每题3分,共30分) 1.f (z ) =z z n 在z =0解析。【 】

2.f (z ) 在z 0点可微,则f (z ) 在z 0解析。【 】 3.f (z ) =e z 是周期函数。【 】

4. 每一个幂函数在它的收敛圆周上处处收敛。【 】 5. 设级数∑c n 收敛,而∑|c n |发散,则∑c n z n 的收敛半径为1。

n =0

n =0

n =0

【 】

6. tan() 能在圆环域0

9.如果u 是D 内的调和函数, 则

1

dz =2

z (z -1)

f (z ) 在z 0解析,那末映射ω=f (z ) 在z 0具有保角性。

1z

f =

∂u ∂u -i ∂x ∂y

是D 内的解析函数。

【 】10.⎰

3

|z |=

2

|z |=

32

1

2dz =2πi 1|=2πi 。【 】 2z =1z -1z

三.(8分)v =e px sin y 为调和函数,求p 的值,并求出解析函数

f (z ) =u +iv 。

四.(8分) 求f (z )=

z

在圆环域1

(z -1)(z -2)

洛朗展开式。 五.(8分)计算积分⎰-∞六.(8分)设f (z ) =C

+∞

2cos x

。 2

x +4x +5

3ξ2+7ξ+1

d ξ

ξ-z

,其中C 为圆周|z |=3的正向,求

f '(1+i ) 。

七.(8分)求将带形区域{z |0复变函数与积分变换(A)的参考答案与评分标准 (2007.7.5) 一. 填空(各3分)

1. e -2k π+i ln 3; 2. 三级极点 ;3. 3z 2 ;4. 0 ;5. 0 ;6. ;

6s 2-27. 23

(s +1)

1e

;8. 0;

11

++πδ(ω-2) +πδ(ω+2)]。

2j (ω-2) j (ω+2)

9. 0 ;10. 1[

二. 判断1. 错;2. 错;3. 正确; 4. 错 ;5. 正确 ;6. 错; 7.错 ;8. 错 ;9. 正确 ;10. 错 。 三(8分) 解: 1)在1

111∞z n 1∞1n z n +11

f (z ) =z (-) =z (-∑() -∑() ) =-∑(n +1+n ) -----4

z -2z -12n =02z n =0z z n =02

2) 在1

∞111111

f (z ) =(1+) =(1+) =+∑(-1) n

n +2

1z -2z -2+1z -2z -2(z -2) n =0

(z -2)(1+)

z -2

--4

四.(8分) 解:被积函数分母最高次数比分子最高次数高二次, 且在实轴上无奇点, 在上半平面有一个一级极点 -2+i, 故

e ix e iz

⎰-∞x 2+4x +5=2πi Re s [z 2+4z +5, -2+i ]

+∞

--------3分 --------6分 故

+∞

e iz π

=2πi lim (z -(-2+i )) 2=(cos2-i sin 2) z →-2+i z +4z +5e

+∞2cos x e ix 2π

dx =2Re =cos 2 ⎰-∞x 2+4x +5⎰-∞x 2+4x +5e

---------8分 五

.(8

)

:

3ξ2+7ξ+1

f '(z ) = ξ 2⎰(ξ-z ) C

-------3分

由于1+i在|z |=3所围的圆域内, 故

3ξ2+7ξ+1

f '(1+i ) =d ξ=2πi (3ξ2+7ξ+1) '|ξ=1+i =2π(-6+13i ) -------82

(ξ-(1+i )) C

六. (8分) 解:利用指数函数映射的特点以及上半平面到单位圆的分式线性映射, 可以得到

π

f (z ) =e i θ

e

a

z

e a -z

(映射不唯一, 写出任何一个都算对)

七.(8分) 解:对方程两端做拉氏变换:

s 2`Y (s ) -sy (0) -y '(0) +(sY (s ) -y (0)) -3Y (s ) =

3 s +1

3+1

代入初始条件, 得Y (s ) =2 --------4分

s +2s -3

513

-

31

=+=++ (s +1)(s +3)(s -1) (s +3)(s -1) s +1s -1s +3

351

故, y (t ) =-e -t +e t +e -3t ---------8

488

分(用

留数做也可以)

复变函数 (A)的参考答案与评分标准 (2007.7.5)

一. 填空(各3分)1. e -2k π+i ln 3 ;2. 三级极点 ;3. 3z 2; 4. 0 ;5. 0 ;6. ;7. sin 1-cos 1 ;8. 0 ;9. 0 ; 10. 0。 二. 判断1. 错;2. 错;3. 正确 ;4. 错 ;5. 正确 ;6. 错 ;7. 错 ;8. 错 ;9. 正确 ;10. 错 。

三.(8分) 解:因为v =e px sin y 是调和函数, 则有

∂2v ∂2v

+2=02∂x ∂y

1

e

, 即

p 2e px sin y -e px sin y =(p 2-1) e px sin y =0

p =±1---------2

1) 当 p =1时, v =e x sin y , 由C-R 方程,

∂u ∂v ==e x cos y , 则u (x , y ) =e x cos y +g (y ) , 又由 ∂x ∂y ∂u ∂v

=-e x sin y +g '(y ) =-=-e x sin y ,故 g '(y ) =0, 所以g (y ) =c 。 ∂y ∂x

则 ----------3分

2) 当 p =-1时, v =e -x sin y , 由C-R 方程,

f (z ) =e z +c

∂u ∂v ==-e -x cos y , 则u (x , y ) =-e -x cos y +g (y ) , 又由 ∂x ∂y ∂u ∂v

=e -x sin y +g '(y ) =-=e x sin y ,故 g '(y ) =0, 所以g (y ) =c 。 ∂y ∂x

则 f (z ) =-e -z +c 四(8分) 解: 1)在1

111∞z n 1∞1n z n +11

f (z ) =z (-) =z (-∑() -∑() ) =-∑(n +1+n ) -----4分

z -2z -12n =02z n =0z z n =02

2) 在1

f (z ) =

1111(1+) =(1+)

z -2z -2+1z -2(z -2)(1+) z -2

11=+∑(-1) n

z -2n =0(z -2) n +2

-------4分

五.(8分) 解:被积函数分母最高次数比分子最高次数高二次, 且在实轴上无奇点, 在上半平面有一个一级极点 -2+i, 故

e ix e iz

⎰-∞x 2+4x +5=2πi Re s [z 2+4z +5, -2+i ]

+∞

--------3分

e iz π

lim (z -(-2+i )) 2=(cos2-i sin 2) =2πi z →-2+i z +4z +5e

--------6分 故六

.(8

)

+∞

+∞2cos x e ix 2π

dx =2Re =cos 2 ⎰-∞x 2+4x +5⎰-∞x 2+4x +5e

---------8分

:

3ξ2+7ξ+1

f '(z ) = ξ 2⎰(ξ-z ) C

-------3分

由于1+i在|z |=3所围的圆域内, 故

3ξ2+7ξ+1

f '(1+i ) =d ξ=2πi (3ξ2+7ξ+1) '|ξ=1+i

2

(ξ-(1+i )) C

=2π(-6+13i ) -------8

七. (8分) 解:利用指数函数映射的特点以及上半平面到单位圆的分式线性映射, 可以得到

π

f (z ) =e i θ

e

a

z

π

e a -z

(映射不唯一, 写出任何一个都算对)


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