复变函数的积分(答案)
复变函数与积分变换答案(马柏林、李丹横、晏华辉)修订版,习题2
y
v ex ( y cos y x sin y) ex (sin y) ex ( y cos y x sin y sin y) x
v ex (cos y y( sin y ) x cos y) ex (cos y y sin y x cos y ) y
所以 u
v ,
u
v
xy
y
x
所以 f( z)处处可导，处处解析 .
v
xy
y
x
所以 v xv,v源自xyv ,即 u u v v 0
y
xyxy
从而 v 为常数， u 为常数，即 f(z)为常数 .
(3) Ref (z)=常数 .
证明：因为 Ref(z)为常数，即 u=C1, u x
u0 y
因为 f( z)解析， C-R 条件成立。故 u x
u 0 即 u=C2 y
从而 f( z)为常数 .
而 lim u x, y x, y 0,0
x 3 y3
lim
x, y 0,0
x2
y2
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7
—
∵
x3 x2
y3 y2
xy x y 1 x2 y2
∴ 0≤
x3 x2
y3 3 y2 ≤ 2 x
y
x3 y3
∴
lim
x, y 0,0
x2
y2
0
同理
x3
lim
x, y 0,0
x2
y3 y2
0
∴ lim f z 0 f 0 x, y 0,0
证明：因为 f ( z) 0 ，所以 u x
u 0, v
y
x
v 0.
y
所以 u,v 为常数，于是 f(z)为常数 .
(完整版)复变函数与积分变换习题答案
一、将下列复数用代数式、三角式、指数式表示出来。
(1) i 解：2cossin22ii e i πππ==+(2) -1解：1cos sin i e i πππ-==+ (3)1+解：()/3122cos /3sin /3i e i πππ+==+ (4) 1cos sin i αα-+ 解：2221cos sin 2sin 2sincos2sin(sincos )2222222sincos()sin()2sin 222222i i i i i e πααααααααααπαπαα⎛⎫- ⎪⎝⎭-+=+=+⎛⎫=-+-= ⎪⎝⎭(5) 3z解：()3333cos3sin3i z r e r i θθθ==+ (6) 1i e +解：()1cos1sin1i i e ee e i +==+(7)11ii-+ 解：3/411cos3/4sin 3/411i i i i e i i i πππ--==-==+++二、计算下列数值(1) 解：1ar 21ar 21ar 2 b i ctg k a bi ctg abi ctgaπ⎛⎫+ ⎪⎝⎭==⎧⎪=⎨⎪⎩(2)解：6226363463222i k i i i i e i ee e iπππππππ⎛⎫⎛⎫++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎛⎫+ ⎪⎝⎭⎧=+⎪⎪⎪⎨====-+⎪⎪⎪=-⎩(3) i i 解：()2222ii k k i i e eππππ⎛⎫⎛⎫+-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭==(4)解：()1/2222ii k k eeππππ⎛⎫⎛⎫++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭==(5) cos5α解：由于：()()552cos5i i e e ααα-+=，而：()()()()()()()()5555555555cos sin cos sin cos sin cos sin nni nn nni n n e i C i e i C i αααααααααα-=--==+==-=-∑∑所以：()()()()()()()()()()()555505555043253543251cos5cos sin cos sin 21 cos sin 112 5cos sin cos sin cos 5cos sin 10cos sin cos n n n nn n n n nn n C i i C i i C i ααααααααααααααααα--=--=⎡⎤=+-⎣⎦⎡⎤=+-⎣⎦=++=-+∑∑(6) sin5α解：由于：()()552sin 5i i ee ααα--=，所以：()()()()()()()()()()()()55550555505234245552341sin 5cos sin cos sin 21 cos sin 1121 sin cos sin sin cos sin 10cos sin 5sin cos n n n nn n n n nn n C i i i C i i i C i C i iααααααααααααααααα--=--=⎡⎤=--⎣⎦⎡⎤=--⎣⎦=++=-+∑∑ (7) cos cos2cos n ααα+++L L 解：()()221cos cos 2cos ()()2(1)1(1)11(1)(1)1 21122(1cos )1 2i i in i i in i in i i in i i in i in i i i n e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e ααααααααααααααααααααααα----------⎡⎤+++=+++++++⎣⎦⎡⎤--+--⎡⎤--⎢⎥=+=⎢⎥---⎢⎥⎣⎦⎣⎦+=L L L L L L (1)(1)22(1cos )12cos 22cos(1)2cos cos 1cos(1)cos 22(1cos )2(1cos )1sin()sin22 2sin2i i n i n in in e e e e n n n n n ααααααααααααααααα+-+-⎡⎤---++⎢⎥-⎣⎦⎡⎤--++--++==⎢⎥--⎣⎦+-=(8) sin sin 2sin n ααα+++L L 解：()()221sin sin 2sin ()()2(1)1(1)11(1)(1)1 21122(1cos )1 2i i in i i in i in i i in i i in i in i i i n e e e e e e i e e e e e e e e e e i e e i e i αααααααααααααααααααααα---------⎡⎤+++=+++-+++⎣⎦⎡⎤-----⎡⎤--⎢⎥=-=⎢⎥---⎢⎥⎣⎦⎣⎦=L L L L L L (1)(1)112(1cos )12sin 2sin(1)2sin sin sin(1)sin 22(1cos )2(1cos )1cos()cos22 2sin2i n in i i n in e e e e e i i n i n n n i n αααααααααααααααααα+--+-⎡⎤--+-++-⎢⎥-⎣⎦⎡⎤-++-++==⎢⎥--⎣⎦-++=1.2 复变函数1、试证明函数f (z )=Arg(z ) (-π<Arg(z) ≤π)，在负实轴上(包括原点)不连续。
复变函数的——积分习题二答案
1
直线x − 上可导，在z 平面上处处不解析。
2
∂u 2 ∂u ∂v ∂v 2
----------------------- Page 1-----------------------
习题二解答
1．利用导数定义推出：
1 1
⎛ ⎞ z +∆z z
2 ）⎜ ⎟' lim −lim =− 2
z ∆→z 0 ∆z ∆→z 0 z(z +∆z) z
在z 平面上处处连续，且当且仅当z=0 时，u,v 才满足C-R 条件，故 () 2 2
f z xy +i x y 仅在点z 0
z −1 cz +d
′ 4 ()
解 （1）由于f z 5(z =−1) ，故f z 在z 平面上处处解析。
() ′( )
（1）如果f z 在z0 点连续，那么f z0 存在。
′( ) ( )
（2 ）如果f z0 存在，那么f z 在z0 点解析。
2x 3y ,即 2x ± 3y 0 时，u,v 才满足C-R 条件，故
3 3
f z u =+iv 2x =+3y i 仅在直线 2x ± 3y 0 上可导，在z 平面上处处不解析。
−1
知 () ()
f z 在除去点z ±1外的z 平面上处处可导。处处解析，z ±1是f z 的奇点。
1
----------------------- Page 2-----------------------
ad −bc
f ′z ()
（3）由于 ′( )
f z 2 − 2 2
2 ( )( )
复变函数与积分变换试题和答案
复变函数与积分变换试题(一）一、填空(３分×10)１.得模ﻩﻩ、幅角ﻩ。
２.-8i得三个单根分别为：、、。
3.Lｎz在得区域内连续。
4．得解极域为:ﻩﻩﻩﻩﻩ。
５.得导数ﻩﻩﻩﻩﻩ。
6. ﻩﻩ。
７.指数函数得映照特点就是:ﻩﻩﻩﻩﻩﻩﻩﻩﻩ。
8．幂函数得映照特点就是: ﻩﻩﻩﻩﻩﻩﻩ。
9.若=F [f(t)]、则= F ﻩﻩﻩﻩ。
１０.若f(ｔ)满足拉氏积分存在条件、则L [f(ｔ)］= ﻩﻩﻩ。
二、(10分)已知、求函数使函数为解析函数、且f(0)＝0。
三、(10分)应用留数得相关定理计算四、计算积分(5分×2)1.2．C:绕点ｉ一周正向任意简单闭曲线。
五、(1０分)求函数在以下各圆环内得罗朗展式。
1.2.六、证明以下命题：（5分×2)(1)与构成一对傅氏变换对。
（2）七、(10分)应用拉氏变换求方程组满足x （0)＝y （０)=z (0)＝0得解y (t )。
八、(１0分)就书中内容、函数在某区域内解析得具体判别方法有哪几种。
复变函数与积分变换试题答案(一)一、1．ﻩﻩ、ﻩ ﻩ２、ﻩ-i ﻩﻩ2ｉﻩ-i ﻩ3、ﻩZ 不取原点与负实轴 ４、 空集５、ﻩ2z ﻩ6.０ 7、将常形域映为角形域ﻩ８、 角形域映为角形域 9、ﻩ ﻩ1０、 二、解:∵ﻩ ∴ ﻩ(5分)∵f (0）=0ﻩﻩﻩﻩc =0(３分)∴ﻩﻩ(2分)三、解：原式＝(2分)ﻩ（2分）⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⋅--=⎥⎦⎤⎢⎣⎡∞--0,1)31)(11(11Re 2,)3)(1(1Re 266z z z z s z z z s 分）（=0∴原式=(2分) =四、1.解:原式ﻩ(３分) z 1=0 ﻩｚ2=１ﻩ=0ﻩﻩ(2分)2．解:原式=五、1.解:nn i i z i i z ii z ii z i i z i z z f ∑∞=⎪⎭⎫⎝⎛--⋅-=-+⋅⋅-=+-⋅-=0111111)(111)(11)(分）（分）（分）（ ﻩﻩ(2分) ﻩ２.解: （1分)ﻩ(2分）六、1.解:∵ﻩ(3分）ﻩ∴结论成立 （２)解:∵ﻩ(２分)ﻩ ∴与1构成傅氏对∴（2分)七、解:∵ﻩﻩ（3分)S (２)-（1):∴ （3分)∴八、解：①定义;②C-R 充要条件Th ; ③v 为u 得共扼函数ﻩ1０分复变函数与积分变换试题（二)一、填空(3分×10)1.函数f (z )在区域D 内可导就是ｆ(ｚ）在D 内解析得（ﻩ ﻩ）条件。
复变函数与积分变换课后答案
1 ∴ Res e z 1 ,1 1 ．
2. 利用各种方法计算 f(z)在有限孤立奇点处的留数．
3z 2 (1) f z 2 z z 2 3z 2 解： f z 2 的有限孤立奇点处有 z=0，z=-2．其中 z=0 为二级极点 z=-2 为一级极 z z 2
1 1 2 解： z 1 sin z 2 2 z 1 sin z z 1 1 1 1 1 z 2 2 z 1 3 5 5! z z 3! z 1 ∴ Res f z , 0 1 3!
为在 c 内 tanπz 有 zk k
sin πz 由于 Res f z , zk cos πz
1 π
1 ∴ tan πzdz 2 πi Res f z , zk 2πi 2n 4ni c π k (2)
3 i 10
6. 计算下列积分．
(1)
π
0
cos m d 5 4 cos 1 π cos m d 2 π 5 4 cos
因被积函数为 θ 的偶函数，所以 I 令 I1
1 π sin m d 则有 2 π 5 4 cos
1 π eim d 2 π 5 4 cos
z 0
所以由留数定理．
AB
f z dz
BE
f z dz
EF
f z dz
C
FA
f z dz 2πi ln a
而
BE
f z dz
R
C
e x Ri ln a dx x Ri 2
复变函数与积分第一章(2)答案
1、 指出下列不等式所确定的区域与闭区域，并指明它是有界的还是无界的？是单连通域还是多连通域？ (1) 32<<z (2) 31<z (3) 313arg 4<<<<z z 且；
ππ (4) 21Im <>z z 且；
解：（1） 该区域是有界多连通域，为下图阴影部分。
（2）该区域是无界多连通域，为下图阴影部分。
( 3 ) 该区域是有界单连通域，为下图阴影部分。
（4）该区域是有界单连通域，为下图阴影部分。
2、 设
⎪⎩
⎪⎨⎧=≠+=,0,0,0,)(22z z y x y x z f 试证)(z f 在0=z 不连续。
证明： 若z 沿直线kx y =趋于0，则
()()()()()2
022220220,0,0,0,1lim lim lim lim k k x k x kx y x xy z f x x y x y x +=+=+=→→→→， 因该极限随k 的不同而不同，所以当()()0,0,→y x 时，()z f 的极限不存在。
而根据连续性的定义，只有当该极限存在并且极限值等于该函数在此处的函数值时，才认为函数在该点处连续，所以说)(z f 在0=z 不连续。
(完整版)第三章复变函数的积分(答案)
复变函数练习题 第三章 复变函数的积分系 专业 班 姓名 学号§1 复变函数积分的概念 §4 原函数与不定积分一．选择题1．设为从原点沿至的弧段，则[]C 2y x =1i +2()Cx iy dz +=⎰（A ）（B ） （C ） （D ）1566i -1566i -+1566i --1566i +2. 设是，从1到2的线段，则 []C (1)z i t =+t arg Czdz =⎰（A ）（B ）（C ）（D ）4π4i π(1)4i π+1i+3．设是从到的直线段，则[]C 012i π+z Cze dz =⎰（A ）（B ） （C ） （D ）12e π-12e π--12ei π+12eiπ-4．设在复平面处处解析且，则积分[]()f z ()2iif z dz i πππ-=⎰()iif z dz ππ--=⎰（A ） （B ）（C ）（D ）不能确定2i π2i π-0二．填空题1．设为沿原点到点的直线段，则2。
C 0z =1z i =+2Czdz =⎰2．设为正向圆周，则C |4|1z -=2232(4)A Cz z dz z -+=-⎰10.i π三．解答题1．计算下列积分。
（1）323262121()02iziiz i i i edzee e ππππππ---==-=⎰（2）22222sin 1cos2sin 2224sin 2.244iiiii i zdzz z z dz i e e e e i i i i ππππππππππππππ------⎛⎫==- ⎪⎝⎭⎛⎫--=-=-=+⎪⎝⎭⎰⎰（3）110sin (sin cos )sin1cos1.z zdzz z z =-=-⎰（4）20222cos sin 1sin sin().222iiz z dzz i ππππ==⋅=-⎰2．计算积分的值，其中为正向圆周：||C z dz z ⎰A C （1）2200||22,022224.2i i i z Cz e e ie d id i θθππθθπθθπ-==≤≤⋅==⎰⎰积分曲线的方程为则原积分I =（2）2200||44,024448.4i i i z Cz e e ie d id i θθππθθπθθπ-==≤≤⋅==⎰⎰积分曲线的方程为则原积分I =3．分别沿与算出积分的值。
复变函数答案 钟玉泉 第三章习题全解
即 Φ′(x) = 0, Φ( x) = C ,故
f (z) = e x (x cos y − y sin y) + i( xex sin y + e x y cos y + C)
又因 f (0) = 0, 故 f (0) = iC = 0 ⇒ C = 0 ,所以
f (z) = ex ( x cos y − y sin y) + i(xex sin y + e x y cos y)
′(
x)
= 0.
所以ϕ( x) = C ,故
x
y
f (z) = − x2 + y2 + C + i x2 + y2
又因为 f (2) = 0 ,所以 C = 1 ,故 2
x1
y
f (z) = − x2 + y2 + 2 + i x2 + y2
17.证明：设 f (z ) = u + iv ⇒ 4 f ′( z) 2 = 4(ux2 + vy2 )
∫ 2z 2 − z +1dz = 2πi(2z 2 − z +1) = 4πi
z ≤2 z −1
z =1
(2)可令 f (z) = 2z 2 − z +1,则由导数的积分表达式得
∫ 2z 2 − z +1dz = 2πif ′(z) = 6πi
z =2 (z − 1) 2
z =1
sin π zdz
∫ v = (xex cos y − e x y sin y + e x coy)dy
∫ = xex sin y + e x sin y − e x y sin ydy
复变函数与积分变换答案（马柏林、李丹横、晏华辉）修订版,习题3
习题三1. 计算积分2()d Cx y ix z -+⎰,其中C 为从原点到点1+i 的直线段.解 设直线段的方程为y x =,则z x ix =+. 01x ≤≤故 ()()12212310()11(1)(1)(1)333Cx y ix dz x y ix d x ix i i ix i dx i i x i -+=-++-=+=+⋅=+=⎰⎰⎰2. 计算积分(1)d Cz z -⎰，其中积分路径C 为(1) 从点0到点1+i 的直线段;(2) 沿抛物线y =x 2，从点0到点1+i 的弧段.解 (1)设z x ix =+. 01x ≤≤()()111()Cz d z x i x dx i x i-=-++=⎰⎰ (2)设2z x ix =+. 01x ≤≤()()122211()3Ciz dz x ix d x ix -=-++=⎰⎰ 3. 计算积分d Cz z ⎰，其中积分路径C 为(1) 从点-i 到点i 的直线段;(2) 沿单位圆周|z |=1的左半圆周，从点-i 到点i ;(3) 沿单位圆周|z |=1的右半圆周，从点-i 到点i .解 (1)设z iy =. 11y -≤≤1111Cz dz ydiy i ydy i --===⎰⎰⎰(2)设i z e θ=. θ从32π到2π22332212i i Cz dz de i de i ππθθππ===⎰⎰⎰(3) 设i z e θ=. θ从32π到2π23212i Cz dz de i πθπ==⎰⎰6. 计算积分()sin zCz ez dz -⋅⎰ ,其中C 为0za =>.解()sin sin zzCCCz ez dz z dz e zdz -⋅=-⋅⎰⎰⎰∵sin ze z ⋅在z a =所围的区域内解析∴sin 0zCezdz ⋅=⎰从而()2022sin 0z i CCi z e z dz z dz adae a i e d πθπθθ-⋅====⎰⎰⎰⎰ 故()sin 0zCz ez dz -⋅=⎰7. 计算积分21(1)Cdz z z +⎰,其中积分路径C 为（1）11:2C z =（2）23:2C z =（3）31:2C z i +=（4）43:2C z i -= 解：（1）在12z =所围的区域内，21(1)z z +只有一个奇点0z =. 12111111()2002(1)22CC dz dz i i z z z z i z i ππ=-⋅-⋅=--=+-+⎰⎰ （2）在2C 所围的区域内包含三个奇点0,z z i ==±.故22111111()20(1)22CC dz dz i i i z z z z i z iπππ=-⋅-⋅=--=+-+⎰⎰ （3）在2C 所围的区域内包含一个奇点z i =-,故32111111()00(1)22C C dz dz i i z z z z i z i ππ=-⋅-⋅=--=-+-+⎰⎰（4）在4C 所围的区域内包含两个奇点0,z z i ==,故42111111()2(1)22C C dz dz i i i z z z z i z i πππ=-⋅-⋅=-=+-+⎰⎰10.利用牛顿-莱布尼兹公式计算下列积分. (1)20cos 2izdz π+⎰(2)z ie dz π--⎰ (3)21(2)iiz dz +⎰(4) 1ln(1)1iz dz z ++⎰ (5)1sin z zdz ⋅⎰(6)211tan cos izdz z +⎰解 (1)2201cos sin21222iiz z dz ch ππ++==⎰(2)2zz iiedz e ππ----=-=-⎰(3)22311111111(2)(2)(2)(2)333ii ii iz dz iz d iz iz i i +=++=⋅+=-+⎰⎰ (4) 222111ln(1)11ln(1)ln(1)ln (1)(3ln 2)1284ii iz dz z d z z z π+=++=+=-++⎰⎰ (5)11110000sin cos cos cos sin1cos1z zdz zd z z z zdz ⋅=-=-+=-⎰⎰⎰(6) 222112111221tan 1sec sec tan tan cos 2111tan1tan 1t 122ii i i iz dz zdz z zdz tanz z z ith h +=+=+⎛⎫=-+++ ⎪⎝⎭⎰⎰⎰11. 计算积分21zCe dz z +⎰,其中C 为 (1) 1z i -= (2) 1z i += (3) 2z =解 (1)221()()z z ziz iC C e e e dz dz i e z z i z i z iππ===⋅=++-+⎰⎰ (2)221()()z z zi z iC C e e e dz dz i e z z i z i z iππ-=-==⋅=-++--⎰⎰(3)122222sin1111z z z i iC C C e e e dz dz dz e e i z z z πππ-=+=-=+++⎰⎰⎰16. 求下列积分的值,其中积分路径C 均为|z |=1.(1) 5zC e dz z ⎰ (2) 3cos C z dz z ⎰(3) 020tan12,()2C zdz z z z <-⎰ 解 (1) (4)52()4!12z z z C e i idz e z ππ===⎰ (2)(2)3cos 2(cos )2!z C z i dz z i z ππ===-⎰(3) 0'220tan22(tan )sec ()2z z C zz dz i z i z z ππ===-⎰17. 计算积分331(1)(1)C dz z z -+⎰ ,其中积分路径C 为(1)中心位于点1z =,半径为2R <的正向圆周(2) 中心位于点1z =-,半径为2R <的正向圆周解：(1) C内包含了奇点1z =∴(2)13331213()(1)(1)2!(1)8z C i idz z z z ππ===-++⎰ (2) C内包含了奇点1z =-,∴(2)13331213()(1)(1)2!(1)8z C i i dz z z z ππ=-==--+-⎰19. 验证下列函数为调和函数.3223(1)632;(2)e cos 1(e sin 1).x xx x y xy y y i y ωω=--+=+++解(1) 设w u i υ=+,3223632u x x y xy y=--+ 0υ=∴223123u x xy y x ∂=--∂ 22666ux xy y y∂=--+∂ 22612u x y x∂=-∂ 22612ux y y ∂=-+∂ 从而有22220u ux y ∂∂+=∂∂,w 满足拉普拉斯方程,从而是调和函数. (2) 设w u i υ=+,cos 1x u e y =⋅+ sin 1x e y υ=⋅+∴cos x u e y x ∂=⋅∂ s i n x ue y y∂=-⋅∂ 22cos x u e y x ∂=⋅∂ 22cos x u e y y∂=-⋅∂ 从而有22220u ux y∂∂+=∂∂,u 满足拉普拉斯方程,从而是调和函数. sin x e y x υ∂=⋅∂ cos x e y yυ∂=⋅∂ 22sin xe y x υ∂=⋅∂ 22s i n x y e yυ∂=-⋅∂ 22220x yυυ∂∂+=∂∂,υ满足拉普拉斯方程,从而是调和函数.20.证明:函数22u x y =-,22xx yυ=+都是调和函数,但()f z u i υ=+不是解析函数证明: 2u x x ∂=∂ 2u y y ∂=-∂ 222u x ∂=∂ 222u y∂=-∂ ∴22220u ux y ∂∂+=∂∂,从而u 是调和函数. 22222()y x x x y υ∂-=∂+ 2222()xy y x y υ∂-=∂+ 223222362()xy x x x y υ∂-+=∂+ 223222362()xy x y x y υ∂-=∂+ ∴22220x yυυ∂∂+=∂∂,从而υ是调和函数. 但∵u x y υ∂∂≠∂∂ u yx υ∂∂≠-∂∂ ∴不满足C-R 方程,从而()f z u i υ=+不是解析函数.22.由下列各已知调和函数,求解析函数()f z u i υ=+ (1)22u x y xy =-+(2)22,(1)0yu f x y ==+ 解 (1)因为 2u x y x y υ∂∂=+=∂∂ 2u y x y xυ∂∂=-+=-∂∂ 所以22(,)(,)(2)(2)(2)00(0,0)(0,0)222u u x y x y y x dx dy C y x dx x y dy C xdx x y dy C y xx y xy Cυ∂∂=-++=-+++=-+++⎰⎰⎰⎰∂∂=-+++2222()i(2)22x y f z x y xy xy C =-++-+++令y =0,上式变为22()i()2x f x x C =-+从而22()i i 2z f z z C =-⋅+(2)2222()u xy x x y ∂=-∂+ 22222()u x y y x y ∂-=∂+ 用线积分法，取（x 0,y 0）为(1,0)，有2(,)4222(1,0)122222()0()1110x y x u u x y ydx dy C dx x dy Cy x x x y x x yC x x y x y υ∂∂=-++=-+⎰∂∂+=-+=-+++⎰⎰ 2222()i(1)y xf z C x y x y=+-+++ 由(1)0.f =，得C=0 ()11f i z z ⎛⎫∴=- ⎪⎝⎭23.设12()()()()n p z z a z a z a =--- ,其中(1,2,,)i a i n = 各不相同，闭路C 不通过12,,,n a a a ,证明积分1()d 2π()C p z z i p z '⎰ 等于位于C 内的p(z )的零点的个数.证明: 不妨设闭路C 内()P z 的零点的个数为k , 其零点分别为12,,...k a a a1112312121()()()...()...()1()12πi ()2πi ()()...()111111...2πi 2πi 2πi 111111...1...2πi 2πi nnk k n k k C Cn C C C nC C k n k z a z a z a z a z a P z dz dzP z z a z a z a dz dz dz z a z a z a dz d z a z a -==+-+--+--'=---=+++---=++++++--∏∏⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰个z k=24.试证明下述定理(无界区域的柯西积分公式): 设f (z )在闭路C 及其外部区域D 内解析，且lim ()z f z A →∞=≠∞，则(),,1()d ,.2πC f z A z D f A z G i z ξξξ-+∈⎧=⎨∈-⎩⎰ 其中G 为C 所围内部区域.证明：在D 内任取一点Z ，并取充分大的R ，作圆C R : R z =，将C 与Z 包含在内则f(z )在以C 及RC 为边界的区域内解析，依柯西积分公式，有R 1()()()[-]2πi C C f f f z d d z zζζζζζζ=--⎰⎰ 因为()f z zζζ-- 在R ζ>上解析，且()1lim lim ()lim ()11f f f z z ζζζζζζζζζ→∞→∞→∞=⋅==--所以，当Z 在C 外部时，有1()()2πi C f f z A d z ζζζ=--⎰即1()()2πi C f d f z A zζζζ=-+-⎰ 设Z 在C 内，则f(z )=0，即 R 1()()0[]2πi C C f f d d zz ζζζζζζ=---⎰⎰ 故有：1()2πi C f d A z ζζζ=-⎰ 。
复变函数第三章答案
I1 = ∫
C
� � 构成闭曲线（非简单） ，此时 C + 3, 2 可分解成两个简单闭曲线 2 MA2 和 3 AN 3 ，类似于上面的情
形，有
��� �
∫
∫
于是由复积分的曲线可加性
� 2 MA 2
� 3 AN 3
1 dz = 2π i ， z −1 1 dz = 2π i ， z −1
∫
��� � C + 3,2
C
综上所述，
I1 = ∫
（ 2）当 n ≠ 1 时，
C
1 。 dz = k ⋅ ( ±2π i ) + ln 2 （ k = 0,1, 2,⋯ ） z −1
1 1 在 ℂ \{1} 内存在单值的原函数 ⋅ ( z − 1)1− n ，所以，由复积分的 n ( z − 1) 1− n
牛顿—莱布尼茨公式，
I = ∫ Im zd z = ∫
C
1 0
( Im a + Im( b − a) ⋅ t )(b − a ) d t
1 ⎛ ⎞ 1 = ( b − a ) ⎜ Im a + Im(b − a ) ⎟ = (b − a ) Im ( a + b ) 。 2 ⎝ ⎠ 2
3. 计算下列积分：
I1 = ∫
∫
在 C + 1, 0 上，所以
���
1 1 1 1 1 dz = ∫ ���� ( − )dz = (2π i) = π ， 2 C + 1,0 1+ z 2i z −i z +i 2i 同理如果 C 仅围绕 i 按顺时针转一周，有 1 1 1 1 1 dz = ∫ ���� ( − )dz = ( −2π i) = −π ， ��� � 2 ∫C +1,0 1+ z 2i C +1,0 z − i z + i 2i
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复变函数练习题 第三章 复变函数的积分系 专业 班 姓名 学号§1 复变函数积分的概念 §4 原函数与不定积分一．选择题1．设C 为从原点沿2y x =至1i +的弧段，则2()Cx iy dz +=⎰[ ]（A ）1566i - （B ）1566i -+ （C ）1566i -- （D ）1566i + 2. 设C 是(1)z i t =+，t 从1到2的线段，则arg Czdz =⎰[ ]（A ）4π（B ）4i π （C ）(1)4i π+ （D ）1i +3．设C 是从0到12i π+的直线段，则zC ze dz =⎰ [ ]（A ）12e π- （B ）12e π-- （C ）12ei π+ （D ）12ei π-4．设()f z 在复平面处处解析且()2iif z dz i πππ-=⎰，则积分()iif z dz ππ--=⎰[ ]（A ）2i π （B ）2i π- （C ）0 （D ）不能确定二．填空题1． 设C 为沿原点0z =到点1z i =+的直线段，则2Czdz =⎰2 。
2． 设C 为正向圆周|4|1z -=，则2232(4)ÑC z z dz z -+=-⎰10.i π三．解答题1．计算下列积分。
（1）323262121()02iz iiz i i i e dzee e ππππππ---==-=⎰22222sin1cos2sin 2224sin 2.244iiiii i zdzz z z dz i e e e e i i i i ππππππππππππππ------⎛⎫==- ⎪⎝⎭⎛⎫--=-=-=+⎪⎝⎭⎰⎰（3）110sin (sin cos )sin1cos1.z zdzz z z =-=-⎰（4）20222cos sin 1sin sin().222iiz z dzz i ππππ==⋅=-⎰2．计算积分||C z dz z ⎰Ñ的值，其中C 为正向圆周：（1）2200||22,022224.2i i i z C z e e ie d id i θθππθθπθθπ-==≤≤⋅==⎰⎰积分曲线的方程为则原积分I=2200||44,024448.4i i i z C z e e ie d id i θθππθθπθθπ-==≤≤⋅==⎰⎰积分曲线的方程为则原积分I=3．分别沿y x =与2y x =算出积分10()ii z dz +-⎰的值。
解：(1)沿y=x 的积分曲线方程为(1),01z i t t =+≤≤则原积分11120[(1)](1)(12)[(1)]2I i i t i dti t dt i t t i =--+=--=--=-⎰⎰（2）沿2y x =的积分曲线方程为2,01z t it t =+≤≤则原积分120113224300[()](12)3112[32(1)][()]2.2233I i t it it dtt t i t dt t t i t t i =--+=--+-=--+-=-+⎰⎰4．计算下列积分(1)2()Cx y ix dz -+⎰,C:从0到1i +的直线段；C 的方程：(1),01z i t t =+≤≤(),01x t tt =⎧≤≤⎨或则原积分120120[](1)1(1).3I t t it i dti i t dt =-++-=-=⎰⎰(2)2()Cz zz dz +⎰，C ：||1z =上沿正向从1到1-。
C 的方程：,0i z e θθπ=≤≤则原积分20330(1)8().33i i i i i i I e ie d e i e e d e πθθπθπθθθθθ=+⎛⎫=+=+=- ⎪⎝⎭⎰⎰复变函数练习题 第三章 复变函数的积分系 专业 班 姓名 学号 §2 柯西－古萨基本定理 §3 基本定理的推广－复合闭路定理一、选择题1． 设()f z 在单连通区域B 内解析，C 为B 内任一闭路，则必有 [ ]（A ）Im[()]0Cf z dz =⎰Ñ （B ）Re[()]0Cf z dz =⎰Ñ （C ）|()|0Cf z dz =⎰Ñ （D ）Re ()0Cf z dz =⎰Ñ2．设C 为正向圆周1||2z =，则321cos2(1)C z z dz z -=-⎰Ñ [ ] （A ）2(3cos1sin1)i π- （B ）0 （C ）6cos1i π （D ）2sin1i π- 3．设()f z 在单连通域B 内处处解析且不为零，C 为B 内任何一条简单闭曲线，则积分()2()()()Cf z f z f z dz f z '''++=⎰Ñ[ ]（A ）2i π （B ） 2i π- （C ） 0 （D ）不能确定 二、填空题1．设C 为正向圆周||3z =，则||C z z dz z +=⎰Ñ6.i π2．闭曲线:||1C z =取正方向，则积分122(2)(3)z C edz z z -=+-⎰Ñ 0 。
三、解答题利用柯西积分公式求复积分（1）判断被积函数具有几个奇点； （2）找出奇点中含在积分曲线内部的，若全都在积分曲线外部，则由柯西积分定理可得积分等零； 若只有一个含在积分曲线内部，则直接利用柯西积分公式；若有多个含在积分曲线内部，则先利用复合闭路定理，再利用柯西积分公式. 1．计算下列积分 （1）221,:||(0);C dz C z a a a z a -=>-⎰Ñ.()22111121111=20.22C C C C dz dz z a a z a z a i dz dz i a z a z a a aππ⎛⎫=-⎪--+⎝⎭⎛⎫=--= ⎪-+⎝⎭⎰⎰⎰⎰蜒蜒解：22221112.C z aC z a z aidz i z a z aaππ==-=⋅=-+⎰Ñ解法二：由被积函数在内部只有一个奇点，故由柯西积分公式可得 （2）．2,:||2;1C zdz C z z =-⎰Ñ21111=+=22)2.121+12C C z dz dz i i i z z z πππ⎛⎫+= ⎪--⎝⎭⎰⎰蜒解：（ 解法二：211zC z z =±-被积函数在内部具有两个奇点，分别作两个以1, -1为心，充分小的长度为半径的圆周C 1、 C 2， 且C 1和 C 2含于C 内部。
由复合闭路定理，122221111122112C C C z z z z zdz dz dz z z z z zi iz z i i iπππππ==-=+---=++-=+=⎰⎰⎰蜒? （3）2||5||53123212226.31z z z dzz z dz i i i z z πππ==---⎛⎫=+=⨯+=⎪-+⎝⎭⎰⎰ÑÑ同上题中的解法二，122||51331313123(3)(1)(3)(1)31312224631z C C z z z z z dz dz dzz z z z z z z z ii i i iz z πππππ==-=---=+---+-+--=+=+=-+⎰⎰⎰蜒?（4）2cos 4-⎰ÑC z dz z ，其中22:4C x y x +=正向2cos cos /(2)cos22cos2/(22).422C C z z z i dz dz i z z ππ+==+=--⎰⎰蜒2．计算积分2(1)C dz z z +⎰Ñ，其中C 为下列曲线：2121111111(1)222C C C C C dzI dz dz dz dz z z z z i z i z z i z i ⎛⎫==--=-- ⎪++-+-⎝⎭⎰⎰⎰⎰⎰蜒蜒?（1）1:||2C z =; 2002.I i i ππ=--=解法二：21221z I i i z ππ===+（2）3:||2C z i -=; 1202.2I i i i πππ=--⋅=解法二：20112221()z z iI i i i i i z z z i πππππ===+=-=++（3）1:||2C z i +=; 1020.2I i i ππ=-⋅-=-解法二：12()z iI i i z z i ππ=-==--（4）3:||2C z =。
112220.22I i i i πππ=-⋅-⋅=解法二：20111222201()()z z i z iI ii i i i i z z z i z z i ππππππ==-==++=--=+-+ 3．计算Ln Czdz ⎰，其中（1）Ln ln ||arg ,:||1z z i z C z =+=; C 的方程：,i z e θπθπ=-≤≤Ln (1)2.i i Czdz i ie d i e i ππθθππθθθπ--=⋅=-=-⎰⎰（2）Ln ln ||arg 2,:||z z i z i C z R π=++=. C 的方程：,i z Re θπθπ=-≤≤Ln (ln arg 2)arg 2.i CCCzdz R i z i dz i zdz i Rie d R i πθππθθπ-=++==⋅=-⎰⎰⎰⎰复变函数练习题 第三章 复变函数的积分系 专业 班 姓名 学号§5 柯西积分公式 §6 解析函数的高阶导数一．选择题。
1．设C 是正向圆周2220x y x +-=，则2sin()41C z dz z π=-⎰Ñ [ ] （A）2i （Bi （C ）0 （D）2i - 2．设C 为正向圆周||2z =，则2cos (1)C zdz z =-⎰Ñ [ ]（A ）sin1- （B ）sin1 （C ）2sin1i π- （D ）2sin1i π3．设||4()ξξξξÑe f z d z ==-⎰，其中||4z ≠，则()f i π'= [ ]（A ）2i π- （B ）1- （C ）2i π （D ）1 4．设C 为不经过点1与1-的正向简单闭曲线，则2(1)(1)C zdz z z -+⎰Ñ为 [ ]（A ）2i π（B ）2i π-（C ）0 （D ）以上都有可能二．填空题：1．闭曲线:||3C z =取正方向，积分(2).ze dz e i π=-⎰Ñ32011111()''()'22(1)(1)12!1!z z z z zz C z e e e dz i e ie z z z z ππ==⎛⎫⎛⎫⎛⎫-+-=-+- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪---⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎰Ñ 2．设||2sin()2()Ñf z d zξπξξξ==-⎰，其中||2z ≠，则(1)f '= 0 ，(3)f '= 0 。