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复变函数测试题 第四章

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复变函数第4章测验题参考解答

复变函数第4章测验题参考解答
.
c ( z + i)
n =0 n

n
在 z = 3i 处条件收敛，则该幂级数的收敛半径为
函
数 M
【答案】 0
O
.
1. 复数序列
in 当 n → 时的极限为 ln n
.
O
二、填空题
C
【解析】由阿贝尔定理，幂级数在圆盘 z + i 4 内解析，因此收敛半径 R 4 ，若 R 4 ， 由于幂级数在圆盘 z + i R 内绝对收敛，而 z = 3i 在该圆盘内，因此在该点处幂级数绝对 收敛，与已知条件矛盾. 三、是非题
科
n b n 1 a 1 + i n +1 n +1 a = 1 , 所以幂级数的收 a + ib 【解析】若 a b , 则 l = lim = lim n + 1 n → n → 1 b a n +1 n n a 1 + i a + ib a
an 和 bn 都条件收敛, 则复数项级数 ( an + ibn ) 也条件收敛 n 和 n 都绝对收敛, 则复数项级数 ( n + n ) 也绝对收敛
n=0 n=0 n =0
(C) 若复数项级数
(D) 若复数项级数 【答案】 D

n=0
n 和

C
1 1 , } a b
不存在, 故选 D. 7. 函数项级数 (A) 为 z 1 【答案】 A 【解析】 容易验证该函数项级数的收敛域为 z 1 ， 并且在该收敛域上级数为内闭一致收敛， 因此和函数在收敛域上解析，这也是最大解析区域.

复变函数与积分变换中国石油大学华东崔俭春张高民第四章答案

复变函数与积分变换中国石油大学华东崔俭春张高民第四章答案

z z
n
解 ： 设 z = r (cos θ + i sin θ ) ， 则 zn = ( ) = cos 2nθ + i sin 2nθ ， 因 为 lim cos 2nθ ，
n
z z
n →∞
lim sin 2nθ 都不存在，所以 lim z n 不存在，由定理 4.1 知，数列 { zn } 不收敛．
解：① a = b 时，由于函数
处处解析，可以在此圆内展开成 z 的幂级数．
1 1 1 ' 1 1 ' = =( ) = ⋅( ) 2 ( z − a )( z − b) ( z − a ) a−z a 1− z a
=
1 z zn 1 1 n 1 n ⋅ (1 + + " + n + ")' = ⋅ ( + " + n z n −1 + ") = 2 + " + n +1 z n −1 + " , z < a ． a a a a a a a a 1 (a ≠ 0, b ≠ 0) 的 奇 点 为 z1 = a, z2 = b ， 因 此 它 在 ( z − a )( z − b)
2
2
sin 2 z =
1 − cos 2 z 1 (2 z ) 2 (2 z ) 2 n = (1 − 1 + + " + (−1) n +1 + ") 2 2 2! (2n)!
2n (2 z ) 2 n +1 (2 z ) = + " + (−1) + " , z < +∞ ． 2 × 2! 2 × (2n)!

复变函数第4章测验题参考解答

复变函数第4章测验题参考解答
数在 z 2 内解析，因此 a 的最大值为 2 . 4.若幂级数 【答案】4
防
3.若幂级数
科
【解析】由于 lim n
n →
(−1)n 2 n z 和函数在圆盘 z a 内解析，则 a 的最大值为 n n =1 n 4

大
【答案】 3
n 1 = , 所以该幂级数的收敛半径为 3. 3n 3
n
的收敛半径为 1, 即收敛圆盘为
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱz + 1 1 , 因此幂级数在 z = −
i i n 处发散, 从而函数 f ( z ) = (n + 1)( z + 1) 在 z = − 处 2 2 n =0
O
min{
【解析】 由阿贝尔第一定理可知
c ( z − 1)

n
在 z = i 处收敛, 则该幂级数在 z − 1 i − 1 内
科
n b n 1 a 1 + i n +1 n +1 a = 1 , 所以幂级数的收 a + ib 【解析】若 a b , 则 l = lim = lim n + 1 n → n → 1 b a n +1 n n a 1 + i a + ib a

5．设 a , b 为正实数，则幂级数 (A) max{ a , b } 【答案】 A
zn 的收敛半径是( n n n = 0 a + ib
函
i 处( 2
n =0
数 M
).
(B) min{ a , b }
(C) max{
敛半径 R =
敛半径为 max{ a , b } , 故选 A.

复变函数与积分变换第四章习题解答

复变函数与积分变换第四章习题解答

= tat.�!:'(z-2)" -t (;,,2 (z -2)'
Zo
。 =2
I 一= Z z 2 3 及一 I- + -z +···,I Z I<) 。故 I+z
1 z-1 = 一 = z -1 I (z 1) 言 (z-1 +2) 了 l + 已 2
(6) arctan z, z =0
= 1+1 .
。
吕＝旱 [1- 子十 (T丁-···+(- 1t'(罕）'+
11=1 ln1n
1 ” a11+1 a n =0 = lim n =lim (2) R=1/lim ; 11 ---'>«> 1---)00 1 II 00 n+ 1 a＂ all+ [
—
II
—
11
(1+ — )
千
(3) R= 1/lim /1---)00
(4) R =ll �
扣厂 lim1/ 11 + i I = 1/忒 ； ---'>
i'
00
0, 1，
3. 判断下列级数的绝对收敛性与收敛性：
2)
不存在 ，
lakl, 囡>l, a=l ， 囡=l,a
;
.
=1=
1.
I 上－；
11=2 ln n
•fl
3)
解 所以
C:,J
1)
• fl
I� 收敛，但 － n n=I n
oo n兀. n冗 — — " +isin , 由 i =cos 2 2 11=1 • 00·11 1 1 II,

复变函数期末考试分章节复习题

复变函数期末考试分章节复习题

第一章复习题1. 设z=1+2i ，则Im z 3=（ ） A. -2 B. 1 C. 8 D.142. z=2-2i ，|z 2|=（ ） A. 2 B.8 C. 4 D. 83. z=(1+cost)+i(2+sint),0≤t<2π所表示的曲线为（ ） A.直线B.双曲线C.抛物线D.圆4. 设z=x+iy,则（1+i ）z 2的实部为（ ） A.x 2-y 2+2xyB.x 2-y 2-2xyC.x 2+y 2+2xyD.x 2+y 2-2xy5. arg(2-2i)=（ ） A.43π-B.4π-C.4πD.43π 6．设2,3z w i z =+=,则（ ） A ．3arg π=w B ．6arg π=w C ．6arg π-=wD ．3arg π-=w7．设z 为非零复数，a ,b 为实数，若ib a zz+=_，则a 2+b 2的值（ ）A ．等于0B ．等于1C ．小于1D ．大于18．设11z i=-+，则z 为（ ） A ．21i +- B ．21i -- C ．21i - D ．21i + 9. 设z=x+iy ，则|e 2i+2z |=（ ）A. e 2+2xB. e |2i+2z|C. e 2+2zD. e 2x 10. Re(e 2x+iy )=（ ）A. e 2xB. e yC. e 2x cosyD. e 2x siny11. 包含了单位圆盘|z|<1的区域是（ ） A.Re z<-1 B.Re z<0 C.Re z<1D.Im z<012. 复数方程z=3t+it 表示的曲线是（ ） A.直线 B.圆周 C.椭圆 D.双曲线13 .下列集合为无界多连通区域的是（ ）A.0<|z-3i|<1B.Imz>πC.|z+ie|>4D.π<<π2z arg 2314.复数方程z=cost+isint 的曲线是（ ） A.直线 B.圆周 C.椭圆 D.双曲线15.下列集合为有界单连通区域的是（ ） A.0<|z-3|<2 B.Rez>3 C.|z+a|<1D.π≤<πargz 2116．下列集合为有界闭区域的是（ ） A ．0< arg (z+3)≤2πB ．Re (z-i)<1C ．1≤Imz ≤2D ． 1≤||z i -≤417. arg(3-i)=___________.18. arg (-1+3i )= .19. 若i3i1z -+=，则z =___________.20．设i z 101103+-=，则=_z ____________.21. 若z 1=e 1+i π,z 2=3+i ，则z 1·z 2=________.22. 复数1-3i 的三角表达式是_________________.23. 求方程z 3+8=0的所有复根. 24. 解方程z 4=-1.25 计算复数z=327-的值.26．求z =（-1+i ）6的共轭复数z 及共轭复数的模|z |.27．设复数)2)(1(--=i i iz（1）求z 的实部和虚部；（2）求z 的模；（3）指出z 是第几象限的点. 28． 设t 为实参数，求曲线z=re it +3 (0≤t ＜2π的直角坐标方程. 29．设iy x z +=.将方程1Re ||=+z z 表示为关于x ,y 的二元方程，并说明它是何种曲线.30．用θcos 与θsin 表示θ5cos ．第二章复习题1. ln(-1)为（ ） A.无定义的B.0 C .πi D.(2k+1)πi(k 为整数)2．=i 2ln （ ） A ．2ln B ．i 22ln π+C ．i 22ln π-D ．i i 2Arg 2ln +3．Ln(-4+3i)的主值是（ ） A .ln5+i(-π-arctg 43) B .ln5+i(π-arctg 43) C .ln5+i(-π-arctg 34)D .ln5+i(π-arctg 34)4. 设z=x+iy ，解析函数f(z)的虚部为v=y 3-3x 2y ，则f(z)的实部u 可取为（ ） A.x 2-3xy 2B.3xy 2-x 3C.3x 2y-y 3D.3y 3-3x 35. 设f(z)=e x (xcosy+aysiny)+ie x (ycosy+xsiny)在Z 平面上解析，则a=（ ） A. -3 B. -1 C. 1 D. 36. 设f(z)=x 3-3xy 2+(ax 2y-y 3)i 在Z 平面上解析，则a=（ ） A. -3 B. 1 C. 2 D. 37. 若f(z)=u(x,y)+iv(x,y)在Z 平面上解析，u(x,y)=x 2-y 2+x ，则v(x,y)=（ ） A.xy+x B.2x+2y C.2xy+y D.x+y 8. 若f(z)=u(x ，y)+iv(x ，y)在Z 平面上解析，v(x,y)=e x (ycosy+xsiny)，则u(x ，y)=（ ）A. e x (ycosy-xsiny)B. e x (xcosy-xsiny)C. e x (ycosy-ysiny)D. e x (xcosy-ysiny)9. 设v(x,y)=e axsiny 是调和函数，则常数a=（ ）A. 0 B. 1 C.2 D.310. 设f(z)=z 3+8iz+4i ，则f ′(1-i)=（ ） A. -2i B. 2i C. -2D. 211．正弦函数sinz=（ ）A ．i e e iz iz 2-- B ．2iziz ee --C ．i e e iz iz 2-+D ．2iziz e e -+12. 对数函数w=ln z 的解析区域为___________. 13．已知f(z)=u+iv 是解析函数，其中u =)ln(2122y x +,则=∂∂yv. 14. 若sinz=0，则z=___________. 15. 若cosz=0，则z=________. 16．方程i z 31ln π+=的解为____________. 17. tgz 的所有零点为_________________.18. 设f(z)=x 2+axy+by 2+i(-x 2+2xy+y 2)为解析函数，试确定a ，b 的值.19．设)()(2323y cx y i bxy ax z f +++=为解析函数，试确定a,b,c 的值. 20. 设f(z)=my 3+nx 2y+i(x 3-3xy 2)为解析函数，试确定m 、n 的值.21．函数f(z)=x2-y2-x+i(2xy-y2)在复平面上何处可导？何处解析？22. 已知调和函数v=arctg xy,x>0，求f ′(z)，并将它表示成z 的函数形式. 23．设),(),()(y x iv y x u z f +=是解析函数，其中xy x y y x u 2),(22--=，求),(y x v .24.设u=x 2-y 2+xy 是解析函数f(z)的实部，其中z=x+iy.求f ′(z)并将它表示成z 的函数形式. 25.设v=e ax siny ，求常数a 使v 成为调和函数.26.已知调和函数u=(x-y)(x 2+4xy+y 2)，求f ′(z)，并将它表示成z 的函数形式.27． 设u=e 2x cos 2y 是解析函数f(z)的实部，求f(z).28．已知z ≠0时，22x yu x y -=+为调和函数，求解析函数()f z u iv =+的导数f ′(z)，并将它表示成z 的函数形式．29．求方程sin z +cos z =0 的全部根.第三章复习题1.设C 为正向圆周|z|=1，则⎰=C2zdz （ ）A. 0 B. 1 C.πiD. 2πi2.设C 为从-i 到i 的直线段，则⎰=Cdz |z |（ ）A. i B. 2i C.-i D. -2i3.设C 为正向圆周|z|=1，则⎰=-Czdz 1e z sin （ ）A.2πi ·sin 1B.-2πiC.0D.2πi4.⎰==-2|z |2)i z (dz （ ） A. 0 B. 1 C. 2π D. 2πi5.⎰=-=2|1z |dz z zcos （ ） A. 0 B. 1 C. 2π D. 2πi 6.⎰+=i220zdz （ ） A. i B. 2i C. 3i D. 4i7.设C 为正向圆周|z-a|=a(a>0)，则积分⎰-Ca z dz22=（ ）A. a i 2π-B. ai π- C. a i2πD. ai π8.设C 为正向圆周|z-1|=1，则⎰=-C dz z z 53)1(（ ）A.0 B.πiC.2πiD.6πi9.设C 为正向圆周|z |=1，则⎰=c z d z co t （ ）A. -2πi B. 2πi C.-2π D.2π10.⎰=-3|i z |z dz=（ ） A. 0 B. 2π C. πi D. 2πi 11.⎰=---11212z z sinzdz |z |=（ ）A. 0 B. 2πisin1 C. 2πsin1 D.1sin 21i π 12.⎰32dz zcosz =（ ） A.21sin9 B.21cos9 C.cos9D.sin913．设C 为正向圆周|z |=1,则dz z C⎰=（ ）A ．i π6 B ．i π4 C ．iπ2D ．014．设C 为正向圆周|z -1|=2,则dz z e zC2-⎰=（ ） A ．e 2 B ．i e 22π C ．i e 2π D ．i e 22π-15．设C 为正向圆周|z |=2，则dz z e z zC4)1(++⎰=（ ）A ．i e 3π B ．e6πC ．ei π2D ．i e3π 16．复积分iizedz ⎰的值是（ ）A ． 1(1)e i ---B ．1e i -C ．1(1)e i --D ．1e i --17．复积分|1|2zz i e z i --=-⎰ dz 的值是（ ）A ．i e B ．i e - C ．2πi ieD ．2πi ie -18.设C为正向圆周⎰=ξ-ξξ=<=ξC 3d )z (2sin )z (f 1|z |1||时，，则当___________.19.设⎰==ζ<ζ-ζζ=L )z (f 3|:|L ),3|z (|,d zsin )z (f ，则___________. 20.设f ′(z)=⎰==ζ<-ζζζL )z (f L )|z (|，则｜：｜， 55d ζz)( cos e 2________. 21.设C 为正向圆周|z |=1,则=-⎰dz ie cz22π. 22. 设C 为正向圆周|z|=1，则积分⎰=Cdz z1___________.23．设C 为从i 到1+i 的直线段，则=⎰zdz CRe ____________.24．设C 为正向单位圆周在第一象限的部分，则积分=⎰dz z z C3_)(____________.25．设C 为正向圆周|z |=2，则⎰=-Cdz z z 32)2(cos π____________.26．|3|1cos z z i e zdz -=⎰=______________.27. 设C 为正向圆周|z|=1，计算积分⎰+-=C 2.dz )2z )(21z (zsin I28. 计算积分⎰-=C3z dz )a z (e I ，其中C 为正向圆周|z|=1，|a|≠1.29. 计算积分⎰+-=C2dz z)i 1(z 1I ，其中C 为正向圆周|z|=2.30. 求积分⎰++-Cdz i z 22z 3I ）（＝的值，其中C:|z|=4为正向. 31. 求积分⎰-C4z dz z 3e I ＝的值，其中C:|z|=1为正向.32．设C 为正向圆周|z|=1，求I=dz zec z ⎰21.33．设C 为正向圆周|z-i |=21,求I =⎰+c z z dz )1(2.34．设C 为正向圆周|z|=1，求I=⎰C zdz ze 5.35. 求积分I=⎰+Cdz z i 的22值，其中C ：|z|=4为正向. 36. 求积分I=⎰+C zdz )i z (e 的42值，其中C ：|z|=2为正向.37．设C 为正向简单闭曲线，a 在C 的内部，计算I =.)(213dz a z ze izC-⎰π 38．计算积分I=2()cx y ix dz -+⎰，其中C 为从0到1+i 的直线段．39．计算积分I=221(1)(1)Cdz z z -+⎰ ，其中C 为正向圆周2220x y x +-= 第四章复习题1. 复数列i 2n n e z π=的极限为（） A.-1 B.0 C.1D.不存在2. 设∑∞==0n n!n z )z (f ，则f (10)(0)为（ ）A.0B.!101C.1D.10！3．z-21的幂级数展开式∑∞=0n nnza 在z =-4处（ ）A ．绝对收敛B ．条件收敛C ．发散D ．收敛于61 4．幂级数∑∞=+0)1(1n nn z i 的收敛半径为（ ） A ．2 B ．1 C ．21 D ．05. 下列级数中绝对收敛的是（ ）A.∑∞=+1!)43(n nn i B.nn i∑∞=+1)231( C. ∑∞=1n nni D.∑∞=+-11)1(n n n i6. 1e 1)z (f z -=在z=πi 处的泰勒级数的收敛半径为（ ）A. πiB. 2πiC. πD. 2π7. 处在0z )i z )(2z (1)z (f =--=泰勒展开式的收敛半径是（ ） A. 0 B. 1 C. 2 D. 38. f(z)=211z+在z=1处的泰勒展开式的收敛半径为（ ） A.23B. 1C.2D.3 9. f(z)=2i)z(z cosz -在z=1处泰勒展开式的收敛半径是（ ）A.0B.1C.2D.310. z=2i 为函数222z )4z (z e )z (f +=的（ ）A.可去奇点B.本性奇点C.极点D.解析点11. 以z=0为本性奇点的函数是（ ）A.z zsin B.)1z (z 1- C.2z z cos 1- D.z1sin12．点z=-1是f(z)=(z+1)5sin)1(1+z 的（ ）A.可去奇点B.二阶极点C.五阶零点D.本性奇点13. z=0为函数cos z1的（ ）A.本性奇点B.极点C.可去奇点D.解析点14．z=0是函数2zcos 1z-的（ ）A ．本性奇点B ．可去奇点C ．一阶极点D ．二阶极点15. 2)1z (z 1)z (f -=在0<|z-1|<1内的罗朗展开式是（ ）A.∑∞=-0n nnz )1( B.∑∞=-0n n2z )1z (1 C.∑∞=--0n nn )1z ()1(D. ∑∞=---0n 2n n)1z ()1(16. 可以使f(z)=3)3(1+z z 在点z=0处的罗朗展开式收敛的区域是（ ） A.0<|z|<2或2<|z|<+∞ B. 0<|z|<+∞ C. 0<|z-2|<2 D. 0<|z-2|<+∞17. f(z)=)z )(z (121--在0<|z-2|<1内的罗朗展开式是（ ）A.∑∞=-01n nn z )( B.∑∞=-021n nz )z ( C.∑∞=-02n n )z (D.∑∞=---0121n n n)z ()(18. 设i 1a a lim n 1n n +=+∞→，则幂级数∑∞=+0n nn z 1n a 的收敛半径为___________.19. 幂级数∑∞=0n n nz 3n的收敛半径是___________.20. 幂级数∑∞=1n n nz n!n 的收敛半径是________.21．若在幂级数∑∞=0n nn z b 中，i b bn n n 43lim 1+=+∞→，则该幂级数的收敛半径为____________.22．幂级数∑∞-12n nn nz 的收敛半径是____________.23．设n z z f nn n2)1()(0∑∞=-=，则)0()10(f =___________.24. z =0是f(z)=zz )1ln(+的奇点，其类型为 . 25. f(z)=21z z -在圆环域0<|z|<1内的罗朗展开式为 . 26．设zz f -=11sin )(的幂级数展开式为∑∞=0n nnza ，求它的收敛半径，并计算系数a 1,a 2.27. 求f(z)=ln z 在点z=2的泰勒级数展开式，并求其收敛半径.28 将函数0z )2z )(1z (1)z (f =++=在展开为泰勒级数. 29．求)2)(1(1)(--=z z z f 在z =0处的泰勒展开式.30. 将函数f(z)=ln(3+z)展开为z 的泰勒级数.31．将函数f(z)=ln(z2-3z+2)在z=0处展开为泰勒级数．32. (1)求z 1在圆环域1<|z-1|<+∞内的罗朗级数展开式； (2)求2z1在圆环域1<|z-1|<+∞内的罗朗级数展开式.33. 将函数)1z (z 1)z (f -=在圆环域1<|z-1|<+∞内展开为罗朗级数.34. 将函数f(z)=()22+z z 在圆环域0<|z|<2内展开为罗朗级数.35．求)2)(4(2)(---=z z z f 在圆环域3|1|1<-<z 内的罗朗级数展开式.36．将函数)1(1)(2-+=z z z z f 在圆环域0<z <1内展开为罗朗级数．第五章复习题1. 设函数22iz )1z (e )z (f +=，则Res[f(z),-i]=（ ）A.0 B.4ie-C.4ie D.4e 2. 设f(z)=1z z22-，则Res[f(z),1]=（ ） A.0 B.1 C.πD.2π3. 若f(z)=tgz ，则Res[f(z)，2π]=（ ） A. -2π B. -π C. -1 D. 04．函数z z tan 在z =0点的留数为（ ） A ．2 B ．i C ．1 D ．05．函数2z e e ibziaz -(a 、b 为实数,a ≠b)在z=0点的留数为（ ）A ．)(a b i -B ．a b -C ．b a -D ．)(b a i -6．Re [cot ,1]s z π=（ ） A ．1π- B ．1πC ．-2iD ．2i7.设f(z)= +--++--+---nn z z z z )1()1()1(1)1(1)1(12,则Res[f(z),1]= . 8.利用留数计算积分⎰=+-=2|z |4zdz )4z )(1z (e I9.（1）求)4z )(1z (1)z (f 22++=在上半平面的所有孤立奇点；（2）求f(z)在以上各孤立奇点的留数； （3）利用以上结果计算积分⎰+∞∞-++=)4x )(1x (dx I 22.10.（1）求2z2i z 4e)z (f +=在上半平面的所有孤立奇点；（2）求f(z)在以上各孤立奇点的留数；（3）利用以上结果计算积分⎰+∞∞-+=.dx 4x x2cos I 211．（1）求f(z)=12+z z在上半平面内的孤立奇点，并指出其类型； （2）求f(z)e iz 在以上奇点的留数； （3）利用以上结果，求I=⎰+∞∞-+dx x xx 1sin 2. 12. 利用留数计算积分I=⎰C zsinzdz，其中C 为正向圆周|z|=1.13．（1）求f(z)=iz e zz21+在上半平面的所有孤立奇点；（2）求f(z)在以上各孤立奇点的留数；（3）利用以上结果计算积分I=⎰+∞∞-+x d x 1xsinx214．求)(1)(3i z z z f -=在各个孤立奇点处的留数.15．利用留数计算积分⎰+∞∞-++=dx x x x I )9)(1(222. 16．利用留数计算积分I=22(1)zc e dz z -⎰ ，其中C 为正向圆周||z =2．17．（1）求242()1z f z z z =++在上半平面内的所有孤立奇点．（2）求)(z f 在以上各孤立奇点的留数． （3）利用以上结果计算积分I=2421x dx x x +∞-∞++⎰．第六章复习题1. 把点z=1，i,-1分别映射为点w=∞,-1,0的分式线性映射为（ ）A.1z 1z w +-=B.z 1)1z (i w -+=C.z 11z w -+= D.1z )1z (i w +-=2. w=e z 把带形区域0<Im z<2π映射成W 平面上的（ ） A.上半复平面B.整个复平面C.割去负实轴及原点的复平面D.割去正实轴及原点的复平面3. 线性变换z1z2+=ω（ ）A.将上半平面Imz>0映射为上半平面Im ω>0B.将上半平面Imz>0映射为单位圆|ω|<1C.将单位圆|z|<1映射为上半平面Im ω>0D.将单位圆|z|<1映射为单位圆|ω|<14. 线性变换ω=iz zi +-（ ） A.将上半平面Imz>0映射为上半平面Im ω>0 B.将上半平面Imz>0映射为单位圆|ω|<1C.将单位圆|z|<1映射为上半平面Im ω>0D.将单位圆|z|<1映射为单位圆|ω|<15．3z =ω把Z 平面上区域0<θ<π映射成W 平面上的区域（ ）A ．-3π<ϕ<0B ．3π-<ϕ<0 C ．0<ϕ<3πD ．0<ϕ<3π6. 映射z1=ω是关于___________的对称变换.7. 线性映射ω=z 是关于________的对称变换.8．分式线性映射i z i z +---=11ω把上半平面Imz>0映射成___________. 9. 设D 是上半单位圆：Im z>0,|z|<1，求下列保角映射： （1）w 1=f(z)把D 映射为第Ⅱ象限D 1，且f(1)=0； （2）w 2=g(w 1)把D 1映射为第Ⅰ象限D 2； （3）w=h(w 2)把D 2映射为上半平面D 3； （4）求把D 映射为D 3的保角映射w=F(z).10. 设D 是Z 平面上的带形区域：10<Imz<10+π，试求下列保角映射： （1）ω1=f 1(z)把D 映射成ω1平面上的带形区域D 1：0<Im ω1<π； （2）ω2=f 2(ω1)把D 1映射成ω2平面上的上半平面D 2：Im ω2>0； （3）ω=f 3(ω2)把D 2映射成ω平面上的单位圆域D 3：|ω|<1，且f 3(i)=0； （4）综合以上三步，试用保角映射ω=f(z)把D 映射成单位圆域D 3. 11．设D 为Z 平面的单位圆盘去掉原点及正实轴的区域. 求下列保角映射： （1）w 1=f 1(z)把D 映射成W 1平面的上半单位圆盘D 1；（2）w=f 2(w 1)把D 1映射成W 平面的第一象限；（3）w=f(z)把D 映射成W 平面的第一象限..12. 设D 是Z 平面上的带形区域：1<Rez<1+π，求下列保角映射： （1）ω1=f 1(z)把D 映射成ω1平面上的带形区域D 1：0<Re ω1<π； （2）ω2=f 2(ω1)把D 1映射成ω2平面上的带形区域D 2：0<Im ω2<π； （3）ω=f 3(ω2)把D 2映射成ω平面上的上半平面D 3：Im ω>0； （4）综合以上三步，求把D 映射成D 3的保角映射ω=f(z). 13．设D 为Z 平面上的扇形区域.1||,3arg 0<<<z z π求下列保角映射：（1）)(11z f w =把D 映射为W 1平面的上半单位圆盘D 1； （2）)(12w f w =把D 1映射为W 平面上的第一象限； （3）)(z f w =把D 映射为W 平面上的第一象限.14．设Z 平面上区域D ：||z <2且||z i ->1．试求以下保角映射:（1）)(11z f =ω把D 映射成W1平面上的带形域D1：41<Im 1ω<21;（2）)(122ωωf =把D1映射成W2平面上的带形域D2：0<Im 2ω<π; （3）)(23ωωf =把D2映射成W 平面上的区域D3：Im ω>0;（4）综合以上三步，求保角映射)(z f =ω把D 映射成Im ω>0.第二篇复习题1.δ函数的傅氏变换F )]t ([δ为（ ）A.-2B.-1C.1D.22. 函数f(t)=t 的傅氏变换F [f(t)]为（ ）A.δ(ω)B.2πi δ(ω)C.2πi δ'(ω)D.δ'(ω) 3．函数f(t)=π2122t e -的傅氏变换F [])(t f 为（ ）A ． 2ω-eB ． 22ω-eC ．22ωeD ． 2ωe4.求函数)t (f 3)t (2-δ的傅氏变换，其中⎩⎨⎧≤>=-.0t ,00t ,te )t (f t5．求函数3f(t)+2sint 的付氏变换，其中 f(t)=⎩⎨⎧>≤1||,01||,1t t6. (1)求e -t 的拉氏变换F [e -t ]；(2)设F(p)=F [y(t)]，其中函数y(t)二阶可导，F [y ′(t)]、F [y ″(t)]存在，且y(0)=0，y ′(0)=1，求F [y ′(t)]、F [y ″(t)]；（3）利用拉氏变换求解常微分方程初值问题：⎩⎨⎧='==-'+''-1)0(y ,0)0(y e 2y 3y 2y t7.(1)求e t 的拉氏变换L [e t ];(2)设F （p ）=L [y(t)]，其中函数y(t)二阶可导，L [y ′(t)]、L [y ″(t)]存在，且y(0)=0，y ′(0)=0，求L [y ′(t)]、L [y ″(t)];(3)利用拉氏变换求解常微分方程初值问题：⎩⎨⎧='==+'-''.)(y ,)(y e y y y t000028．求函数222)4(4)(-+=p p p F 的拉氏逆变换9.（1）求sint 的拉氏变换（sint ）； （2）设F （p ）=[])(t y ，其中函数)(t y 可导，且1)0(-=y ,求[])(t y '.（3）利用拉氏变换求解常微分方程初值问题：⎩⎨⎧-==+'1)0(sin y ty y全国2009年4月自考复变函数与积分变换试题一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1．设z =1-i ,则Im(21z )=（ ）A ．-1B ．-21C ．21D ．12．复数z =ii-+23的幅角主值是（ ） A ．0 B ．4π C ．2π D ．43π3．设n 为整数，则Ln （-ie ）=（ ）A ．1-2πi B ．)22(πn π-i C ．1+)i π(n π22-D ．1+i π(n π)22+4．设z =x +iy .若f (z )=my 3+nx 2y +i (x 3-3xy 2)为解析函数，则（ ） A ．m =-3,n =-3 B ．m =-3,n =1 C ．m =1,n =-3 D ．m =1,n =15．积分⎰=2i iπz dz e （ ）A ．)1(1i +πB ．1+iC ．πi2 D ．π26．设C 是正向圆周,11=-z 则⎰-C dz z z 1)3/sin(2π=（ ） A ．i π23-B ．i π3-C ．i π43D ．i π23 7．设C 是正向圆周3=z ，则⎰-Cdz z z 3)2(sin π=（ ） A ．i π2- B ．i π- C ．i π D ．2i π 8．点z =0是函数)1(sin )1()(2--=z z ze zf z 的（ ）A ．可去奇点B ．一阶极点C ．二阶极点D ．本性奇点9．函数)3)(2()(-+=z z zz f 在1=z 的泰勒展开式的收敛圆域为（ ）A ．z ＜2B ．1-z ＜2C ．z ＜3D ．1-z ＜3 10．设)1(sin )(2z z zz f -=,则Res[f (z ),0]=（ ）A ．-1B ．-21 C ．21D ．1 二、填空题（本大题共6小题，每小题2分，共12分） 11．复数-1-i 的指数形式为__________.12．设z =x +iy 满足x -1+i (y +2)=(1+i )(1-i )，则z =__________. 13．区域0<arg z<4π在映射w =z 3下的像为__________.14．设C 为正向圆周,2=z 则⎰=-Czdz z e 12__________. 15．函数)1(1)(2z z z f -=在圆环域0<z <1内的罗朗展开式为__________.16．设)1()(1-=ze z zf ,则Res[f (z ),0]=__________.三、计算题（本大题共8小题，共52分）17．（本题6分）将曲线的参数方程z =3e it +e -it （t 为实参数）化为直角坐标方程.18．（本题6分）设C 是正向圆周⎰+-=-C zdz z z e z .23,2112计算19．（本题6分）求0)2)(1()(=-+=z z z zz f 在处的泰勒展开式，并指出收敛圆域.20．（本题6分）求)2)(1(12)(+-+=z z z z f 在圆环域1<z <2内的罗朗展开式.21．（本题7分）计算z =(1+i )2i 的值.22．（本题7分）设v (x ,y )=arctan )(),0(z f x xy>是在右半平面上以v (x ,y )为虚部的解析函数，求f (z ).23．（本题7分）设C 是正向圆周2=z ，计算.)1(dz z z e I Cz⎰-=24．（本题7分）设C 是正向圆周1=z ，计算⎰+=C dz zz I .2sin )1(2四、综合题（下列3个小题中，第25题必做，第26、27题中只选做一题。

复变函数第四章答案

复变函数第四章答案

102复变函数作业12 复数项级数 幂级数1. 下列数列是否收敛？如果收敛，求出它们的极限：{}n a （1）（2）；1i1in n a n +=-i 12nn a -⎛⎫=+ ⎪⎝⎭（3） （4）；（5）.i(1)1nn a n =-++i /2en n a π-=i /21e n n a nπ-=解 （1），，即收敛于.1i0i 110i in n n a n→∞++=−−−→=---lim 1n n a →∞=-{}n a 1-（2），，即收敛于0.i|0|102nnn n a --→∞-=+=−−−→1i lim 02nn -→+∞+⎛⎫= ⎪⎝⎭{}n a （3）因的实部不收敛，虚部收敛于零，所以不收敛.n a (1)n-11n +{}n a （4），与均不存在（分为奇数与偶数cos isin 22n n n a ππ=-lim cos 2n n π→∞lim sin 2n n π→∞n 便知），所以不收敛.{}n a （5），即收敛于零.i /2i /2111|0|||e 0,lim e 0n n n n n a a n nn ππ--→∞-===→={}n a 2. 下列级数是否收敛？ 是否是绝对收敛？（1）；（2）；（3）；（4）.2111i n n n +∞=+∑1i)2nn n n ∞=+∑1(35i)!n n n ∞=+∑/21(1i)2cosi n n n n ∞=+∑解 （1）原式=，显然发散，而收敛.故原级数发1111i (1)n n n n n ∞∞==+-⋅∑∑11n n ∞=∑11(1)n n n ∞=-∑散.（2）分离的实部和虚部很困难，但由于，当(1i)2n n n +(1i)2nnn n n +=时，因为n →∞.1→<103所以级数收敛，即原级数是绝对收敛的.(1i)2n n n+∑（3）同上，由于，当时，，所以/2(35i)34!!nn n n +=n →∞(1)/2/23434/0(1)!!n n n n +→+级数收敛，所以原级数绝对收敛.1(35i)!nn n ∞=+∑（4）因为，而收敛，所以收敛，/2(1i)1222cosi ch e e e n n n n n n n -+==<+11e n n ∞=∑1(1i)!nn n ∞=+∑即原级数绝对收敛,3. 判别下列级数的绝对收敛性与收敛性：（1）；（2）；（3） （4）.1i nn n∞=∑2i ln nn n ∞=∑0(65i)8nnn ∞=+∑0cosi 2nn n∞=∑解 （1）一般项，而，i 11cos isin cos isin2222nn n n n n n ππππ⎛⎫⎛⎫=+=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭11cos 2n n n π∞==∑，为收敛的交错级数，所以收敛. 但11(1)2k k k ∞=-∑11111sin (1)221k n k n n k π∞∞-===--∑∑1i nn n ∞=∑，发散，故条件收敛.i 1n n n ≥1i nn n ∞=∑1i n n n∞=∑（2）一般项，而，i 1cos isin lnn ln 22n n n n ππ⎛⎫=+⎪⎝⎭2111cos (1)ln 2ln(2)k n k n nk π∞∞===-∑∑为收敛的交错级数，所以收敛. 但2111sin (1)ln 2ln(21)kn k n n k π∞∞===-+∑∑2i ln n n n∞=∑，发散，故条件收敛.i 11(2)ln ln n n n n n =≥≥2i ln nn n ∞=∑2i ln n n n ∞=∑（3）一般项，其公比的绝对值，所以(65i)65i 888nn n +⎛⎫=+ ⎪⎝⎭65i 88+65i 188+=<104绝对收敛. 因而也收敛.1(65i)8nnn∞=+∑（4）一般项不趋于0（当时）（因为cosi1e e1e112222222en nn nn nn-+⎛⎫⎛⎫=⋅=+⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭n→∞对所有成立），所以级数发散.1e1112222e2n n⎛⎫⎛⎫+>⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭n1cosi2nnn∞=∑4. 求下列幂级数的收敛半径（1）（为正整数）；（2）；1npnzn∞=∑p21(!)nnnnzn∞=∑（3）；（4）；(1i)n nnz∞=+∑i/1e n nnzπ∞=∑（5）；（6）.1icosh(1)nnzn∞=⎛⎫-⎪⎝⎭∑1ln innzn∞=⎛⎫⎪⎝⎭∑解（1）一般项系数，即，所11()pn pC nn==→→∞lim1n→∞=以收敛半径.1R=（2），所以收211||||(!)111,,10e0||||111nnn nn nnn nC Cn nCn C C n nn→∞+++⎛⎫===⋅+−−−→⋅=⎪+⎝⎭⎛⎫+⎪⎝⎭敛半径.R=（3），收敛半径.(1i)|1i|nnnC=+=+==R=（4），收敛半径.i/e1,1nnnCπ===1R=（5），收敛i/i/11lim cos||i1111cosh(e e)cos,lim112||1lim cosnn n nnnnnC nCn n Cn→∞-+→∞→∞⎛⎫+==+====⎪⎝⎭半径.1R=si nga 105（6），即1110()(ln i )|ln i |ln i2n C n n n n π====→→∞+，收敛半径.0n =R =+∞5. 求下列幂级数的收敛半径：（1）； （2）.121121(i)2n n nn n z ∞--=--∑(1)1i (1)nn n n z n ∞+=⎛⎫- ⎪⎝⎭∑解 （1）因为，按函数项级数定义，有，2121211(21)2()1lim lim ()2(21)2n n n n n n n nn z f z z f z n z ++-+→∞→∞+==-当时，级数才绝对收敛，所以. 于是，级数的收敛半径2112z <z <R =（2）因为10,|1|1;1lim ,|1| 1.n n n n z z z n+→∞-≤-⎧=⎨∞->⎩所以，当时级数绝对收敛，于是，级数的收敛半径为.11z -≤1R =评注 这两个级数都是缺项级数，因此不能直接套用公式，要用类似实数项级数的达朗贝尔比值法求或用柯西根值法求.6. 求出下列级数的和函数.（1）； （2）.(1)nn n z∞=+∑11(21)nn n z ∞-=-∑解 先求收敛半径，再求和函数（1），故收敛半径.由逐项积分的性质，得12limlim 11n n n n c n c n +→∞→∞+==+1R =.10(1)d 1z nn n n zn z z z z∞∞+==+==-∑∑⎰所以，，21(1)1(1)nn z n z z z ∞='⎛⎫+== ⎪--⎝⎭∑1z <106（2），收敛半径.1121lim lim 221n n n n nc c ++→∞-==-12R =1111111111(21)22(2)nn n n n n n n n n n n zzzz z ∞∞∞∞∞-----=====-=-=--∑∑∑∑∑.11112121(12)(1)2z z z z z ⎛⎫⎛⎫=-=⋅< ⎪ ⎪----⎝⎭⎝⎭7. 幂级数能否在收敛而在发散？2(2)nn C z ∞=-∑0z =3z =答 不能.由Abel 定理，在收敛的幂级数必在圆域0z =2(2)n n C z ∞=-∑内处处收敛，而在圆域内，所以幂级数不|2||02|2z -<-=3z =|2|2z -<0(2)n n n C z ∞=-∑能在收敛而在发散.0z =3z =8. 设级数收敛，而发散，证明的收敛半径为1.0nn C∞=∑0||nn C∞=∑0n n n C z ∞=∑证 级数收敛，相当于幂级数在处收敛. 于是由阿贝尔（Abel ）定nn C∞=∑0nnn C z∞=∑1z =理，对于满足的，级数必绝对收敛.从而该级数的收敛半径.但若||1z <z 0nnn C z∞=∑1R ≥时，幂级数在收敛圆内绝对收敛，特别地在处也绝对收敛，1R >0n n n C z ∞=∑||z R <1()z R =<即收敛，这显然与已知矛盾. 故幂级数的收敛半径.1||nn C∞=∑0n n n C z ∞=∑1R =复变函数作业13 幂级数的和函数 泰勒级数1. 把下列各函数展开成的幂级数，并指出它们的收敛半径：z （1）； （2）； （3）（4）；311z+221(1)z +2cos z sinh z （5）； （6）； （7）；（8）.cosh z 22e sin z z 1ez z -1sin1x-107解 （1）由易知，，收敛半径01(1)(||1)1n nn z z z ∞==-<+∑331(1)(||1)1n n n z z z ∞==-<+∑.1R =（2）由两边求导得，所以01(1)1n n n z z ∞==-+∑1211(1)(||1)(1)n n n nz z z ∞-=-=-<+∑，收敛半径.12(1)2211(1)(||1)(1)n n n nz z z ∞--==-<+∑1R =（3）由得，收敛半径20(1)cos (||)(2)!n n n z z z n ∞=-=<+∞∑240(1)cos (||)(2)!n n n z z z n ∞=-=<+∞∑.R =+∞（4）由及得1e (||)!zn n z z n ∞==<+∞∑e e sinh 2z zz --=21000111(1)1(1)1sinh 2!!2(!)(21)n n n n n k n n n k z z z z z n n n k ∞∞∞∞-====⎛⎫---=-== ⎪-⎝⎭∑∑∑∑，收敛半径.(||)z <+∞R =+∞（5）同上面（4），，20011(1)1cosh (e e )(||)22(!)(2)!n z z n kn n z z z z n k ∞∞-==+-=+==<+∞∑∑收敛半径.（也可直接由结果4）经过两边求得得到）.R =+∞（6）由得2222222i i (1+i)(1i)11e sin e (e e )(e e )2i 2iz z z z z z z --=⋅-=-222220001(1i)(1i)(1i)(1i)e sin 2i !!2i(!)n n n n z n n nn n n z z z zn n n ∞∞∞===⎡⎤+-+--=-=⎢⎥⎣⎦∑∑∑而(1i)(1i)cos isincos isin 4444n n n n n n n n ππππ⎛⎫⎛⎫+--=+-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭sin4n n π=故g ni r108，收敛半径.220e sin |)z n z z ∞==<+∞R =+∞（7）由两边求导得：两边再求导得：011n n z z ∞==-∑1211(1)n n nz z ∞-==-∑，两边再求导得，... ... (23)22!(1)(1)n n n n z z ∞-==--∑(1)1(1)!(1)(2)[(2)](1)n k k n k k n n n n k z z ∞--=--=-----∑ 即11(1)(2)[(2)](1)(1)!k n k n k z n n n n k z z k ∞+=-----=--∑(1)(2)(3)[(1)](1)!n n k n n n n k z k ∞=-----=-∑ 1 (||1)(1,2,3,)1n n k n z z k k ∞=-⎛⎫=<= ⎪-⎝⎭∑ 故100011(1)(1)e1!1!(1)!kzk k kn z kk k k n k n z z zk k z k z k ∞∞∞∞-====-⎛⎫--⎛⎫=== ⎪ ⎪---⎝⎭⎝⎭∑∑∑∑111(1)1(||1)1!kn nn k n z z k k ∞==⎡-⎤⎛⎫-=+=<⎢⎥ ⎪-⎝⎭⎣⎦∑∑收敛半径.1R =（8）由结合，的1sin sin 1sin1cos cos1sin 1111z z z z z z z ⎛⎫=+=+⋅ ⎪----⎝⎭cos z sin z 展开式，令（）0(1),2 cos ,(2)!0,2 1 kkk j k j k z z k j k αα∞=⎧-=⎪==⎨⎪=+⎩∑当时;当时,0,1,2,k = （）00,2 sin ,(1),2 1 (21)!k kk j k j k z z j k k ββ∞==⎧⎪==-⎨=+⎪+⎩∑当时;当时,0,1,2,k = 可知1092cos 111kk k z z z z α∞=⎛⎫=+ ⎪--⎝⎭∑ 2111nk k n k n z k α∞∞==-⎛⎫=+⋅ ⎪-⎝⎭∑∑22111nn k n k n z k α∞==⎧-⎫⎛⎫=+⎨⎬ ⎪-⎝⎭⎩⎭∑∑而221(1), 0,(0,1,2,)(2)!k kk k k αα+-=== 222111121n nk k k k n n k k αα⎡⎤⎢⎥⎣⎦==--⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭∑∑211(1),(2,3,)21(2)!n k k n n k k ⎡⎤⎢⎣⎦=-⎛⎫-== ⎪-⎝⎭∑ 所以2211(1)cos 1 (||1)211(2)!n k nn k n z z z k z k ⎡⎤⎢⎥∞⎣⎦==⎧⎫-⎛⎫-⎪⎪=+<⎨⎬ ⎪--⎝⎭⎪⎪⎩⎭∑∑类似地111sin 111kn k k k k n k n z z z k z z ββ∞∞∞===-⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪---⎝⎭⎝⎭∑∑∑1111n n k n k n z k β∞==⎧-⎫⎛⎫=⎨⎬ ⎪-⎝⎭⎩⎭∑∑12101(1),(||1)2(21)!n k nn k n z z k k -⎡⎤⎢⎥∞⎣⎦==⎧⎫-⎛⎫-⎪⎪=<⎨⎬ ⎪+⎝⎭⎪⎪⎩⎭∑∑故122211(1)sin sin1sin1211(2)!n k n n k n z k z k -⎡⎤⎢⎥∞⎣⎦==⎧⎫-⎛⎫-⎪⎪=+⎨⎬ ⎪--⎝⎭⎪⎪⎩⎭∑∑12101(1)cos1,(||1)2(21)!n k n n k n z z k k -⎡⎤⎢⎥∞⎣⎦==⎧⎫-⎛⎫-⎪⎪+<⎨⎬ ⎪+⎝⎭⎪⎪⎩⎭∑∑收敛半径.1R =2. 求下列各函数在指定点处的泰勒展开式，并指出它们的收敛半径：0z （1）； （2）；01,11z z z -=+0,2(1)(2)zz z z =++110（3）； （4）021,1z z =-01,1i 43z z=+-（5）；（6）.0tan ,4z z π=0arc tan ,0z z =解 （1）11111212z z z z --=⋅-++201(1)(1)22nn n z z ∞=--=-∑，半径.110(1)(1)2n n n n z ∞++=-=-∑11|1|22z z ⎛-⎫<-< ⎪⎝⎭不2R =（2）21(1)(2)21z z z z z =-++++111122231143z z =---++当，即时，214z -<|2|4z -<01(1)(2)2414nnn n z z ∞=-=--+∑当，即时，213z -<|2|3z -<01(1)(2)2313nnn n z z ∞=-=--+∑故当时，上面两展开式同时成立，即有|2|3z -<001(1)1(1)(2)(2)(1)(2)2433n n nnn n n n z z z z z ∞∞==--=---++∑∑ 211021(1)(2)43n n n n z ∞++=⎛⎫=--- ⎪⎝⎭∑收敛半径.3R =（3）由111111(1)z z z ==-=-+-+0(1) (|1|1)n n z z ∞=-++<∑两边求导得，半径.12111(1) (|1|1)n n n z z z z ∞-='⎛⎫=-=++< ⎪⎝⎭∑1R =（4）1143(13i)3[(1i)]z z =----+11313i 1[(1i)]13iz =⋅---+-111013[(1i)]13i 13i nnn z ∞=⎛⎫=-+ ⎪--⎝⎭∑这里或3[(1i)]113iz -+<-|13i ||(1i)|3z --+<=R =（5）用公式求；()0()!n n f z C n =0:tan 14n C C π==；214(tan )sec 2,24z z C ππ='===；2244(tan )2sec tan4,2442!z z C πππ=''====，；得244(tan )2sec tan sec 16444z z ππππ=⎛⎫'''=+= ⎪⎝⎭31683!3C ==438tan 1224434z z z z πππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+-+-+-+ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭函数有距最近的奇点，其距离就是收敛半径，即. 上面sin tan cos z z z =4π2π4πR 4R π=展开式成立的范围为. 注意，由tan z 44z ππ-<sin 44tan cos 44z z z ππππ⎛⎫-+ ⎪⎝⎭==⎛⎫-+ ⎪⎝⎭sin cos 44cos sin 44z z z z ππππ⎛⎫⎛⎫-+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎛⎫⎛⎫--- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭结合与的展开式用幂级数的除法可得到一般展开式，这里从略.sin z cos z （6）由，两边积分即得221(arctan )(1)(||1)1n n n z z z z ∞='==-<+∑，半径21(1)arctan (||1)21n n n z z z n ∞+=-=<+∑1R =3. 将函数展成z 的幂级数（至项）.2()3sin 2z f z z ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭5z112解 （1）用直接展开法，，，，2()3sin 2z f z z ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭(0)0f =2()sin 3cos 2z f z z z z ⎛⎫'=++ ⎪⎝⎭(0)3f '=，,2()2cos 2sin sin 2z f z z z z z ''=--(0)0f ''=，，2()3sin cos 2z f z z z z '''=--(0)0f '''=，，2(4)()3sin 4cos sin 2z fz z z z z =--+(4)(0)0f =，，2(5)()7cos 5sin cos 2z fz z z z z =-++(5)(0)7f =-所以，=，.()f z 2573sin 325!z z z z ⎛⎫+=-+ ⎪⎝⎭ z <+∞（2）用间接展开法. 因为，而()f z =23sin sin 2z z +213511sin (1)3!5!(21)!n nz z z z z n +=-+-+-++所以 213511()3(1)3!5!(21)!n nz f z z z z n +⎛⎫=-+--+ ⎪+⎝⎭，.2213511(1)23!5!(21)!n nz z z z z n +⎛⎫+-+-+-+ ⎪+⎝⎭5735!z z =-+ z <+∞4. 求在的泰勒展开式（到项）并指出其收敛半径.()In(1e )zf z -=+0z =4z 解 用直接展开法求，；，；()In(1e )z f z -=+(0)In2f =1()1e z f z -'=+1(0)2f '=-，；，；2e ()(1e )z z f z ''=+21(0)2f ''=3e (1e )()(1e )z z zf z -'''=+(0)0f '''=113，.2(4)4e (14e e )(1e )z z z z f-+=+(4)31(0)2f =-所以.2423111In(1e )In222! 24! 2z z z z -+=-+-+ 由于在时没有定义，所以其奇点为1e ln(1e )ln ezz z-⎛⎫++= ⎪⎝⎭10ze +=.离的最近一个奇点为，其距离为，故收敛半径(21)i(0,1,)k z k k π=+=± 0z =i k z π=π.R π=5. 将函数在中展开为泰勒级数（到项）21()1f z z=+1z -<4(1)z -解 只能用直接展开法，，，，21()1f z z =+1(1)2f =222()(1)z f z z -'=+1(1)2f '=-，，，，22326()(1)z f z z -+''=+1(1)2f ''=3242424()(1)z z f z z -'''=+(1)0f '''=，.4(4)2524240120()(1)z z fz z -+=+(4)(1)3f =-所以 ，.21()1f z z =+241113(1)(1)(1)2244!z z z =--+---+ 1z -<6. 展开为的幂级数.21()(2)f z z =-(1)z -解 因为，所以可利用22211111(2)[3(1)]93z z z --⎡⎤==+⎢⎥++-⎣⎦114式，于是2(1)1(1)(1)(1)2!!nmz z z mz m m m m m n n +=++-++--+ 23223111(1)(1)1223234(2)932! 33! 3z z z z ⎡⎤---=-⋅+⋅-⋅⋅+⎢⎥+⎣⎦，.2312(1)(1)4(1)193327z z z ⎡⎤---=-+-+⎢⎥⎣⎦13z -<7. 求的麦克劳林级数.()e In(1)zf z z =+解 因为2311e 1,(||).2!3!!nzz z z z z n =+++++<+∞ 231In(1)(1),|| 1.23nn z z z z z z n-+=-+++-+< 所以2323()12!3!23z z z z f z z z ⎛⎫⎛⎫=++++-++ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭，.2351132340z z z z =++++ 100(1)(1)()!kn n k z k n k ∞∞+==⎛⎫-= ⎪+-⎝⎭∑∑1z <因为，是奇点，所以确定.1z =-1R =评注 当被积函数可以分解为几个已知展开式的函数地乘积时，可以采用此种方法.乘积项的确定一般用柯西乘积确定.缺点是不易写出幂级数通项，所以一般只写出展开式的前四至五项.8. 分别将和展为的麦克劳林级数.e cos zz e sin zz z 解 用组合法求解. 因为和均在复平面上解析，利用欧拉公式，得e sin zz e cos zz115(1i)e cos ie sin e (cos isin )e z z z zz z z z ++=+=[cos(/4)isin(/4)]ππ+=0cos isin44nn n n z ππ∞=⎛⎫=+ ⎪⎝⎭同理(1)e cos ie sin e (cos isin )ezzz i zz z z z --=-=0cos isin44nn n n z ππ∞=⎛⎫=- ⎪⎝⎭两式相加除2得 ；e cos cos 4!nz nn n z z n π∞==∑两式相减除2i 得 0e sin sin 4!nznn n z z n π∞==⋅∑复变函数作业14 洛朗级数1. 把下列各函数在指定的圆环域内展开成罗朗级数：（1）；21,1||2(1)(2)z z z <<+-（2）；；21,0||1(1)z z z <<-0|1|1z <-<（3）；；1,0|1|1(1)(2)z z z <-<--1|2|z <-<+∞（4），；11e z-1||z <<+∞（5），在以为中心的圆环域内；21(i)z z -i （6），在的去邻域内；1sin1z-1z =（7）.(1)(2),3||4,4||(3)(4)z z z z z z --<<<<+∞--解 （1）222111121(1)(2)525151z z z z z z =--+--++116222111112111110551112z z z z z =--⋅⋅-⋅⋅-++2220001111(1)21(1)10255n n n n n nn n n z z z z z∞∞∞===--=--⋅-⋅∑∑∑.2122000111(1)2(1),(1||2)10255n nn n n n n n n z z z z∞∞∞++===--=---<<∑∑∑（2）当时，由两边求导得0||1z <<111n n z z ∞==-∑1211(||1)(1)n n nz z z ∞-==<-∑所以.22211111(2)(1)(1)n nn n nz n z z z z z ∞∞-==-=⋅==+--∑∑当时0|1|1z <-<011(1)(1)11n n n z z z ∞===--+-∑从而222111(1)(1)(1)(1)n n n z z z z z ∞-==⋅=--=--∑2(1)(1)nnn z ∞=---∑（3）111(1)(2)21z z z z =-----当时，，所以0|1|1z <-<011(1)21(1)n n z z z ∞=-==-----∑0111(1)(1)(1)(2)1nnn n z z z z z ∞∞==--=--=-----∑∑当时，1|2|z <-<+∞11711111212z z z =⋅=--+-1001(1)(1)2(2)(2)n nnn n n z z z ∞∞+==--=---∑∑从而1110111(1)(1)(1)(2)2(2)(2)n n n n n n z z z z z +∞∞++==--=-=-----∑∑（4）当时，1||z <<+∞.011111111n n z z z z z∞==-⋅=-=--∑12311111n n zz z z ∞+=⎛⎫-=-+++ ⎪⎝⎭∑ 于是231123232311111111111e12!3!zz z z z z z z z z -⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-+++++++-++++ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭234111111112!3!4!z z z z=---++ （5）此题中，以为中心的圆环域有两个：与.i 0|i |1z <-<1|i |z <-<+∞当时，0|i |1z <-<01111i i (i)i i i i 1in n n z z z z ∞===⋅=----++∑两边求导得，于是11211i (i)n n n n z z ∞+-==-∑12211i (i)(i)n n n n z z z ∞+-==--∑当时，1|i |z <-<+∞111i i 1iz z z =⋅=-+-1001(1)i (1)i (i)(i)n n n n n n n z z z ∞∞+==--=---∑∑两边求导得118，于是2201(1)(1)i (i)n n n n n z z ∞+=-+=-∑2301(1)(1)i (i)(i)n nn n n z z z ∞+=-+=--∑（6）当时，即在的去心邻域内：0|1|z <-<+∞1z =21011(1)1sin sin 11(21)!(1)n n n z z n z ∞+=-=-=---+-∑（7）(1)(2)621(3)(4)43z z z z z z --=+-----当时，3||4z <<(1)(2)612113(3)(4)4114z z z z z z z--=------0031211324n n n n n n z z z ∞∞===--∑∑211311232nnn n n n z z ∞∞++===--∑∑当时，4||z <<+∞(1)(2)6121143(3)(4)11z z z z z z z z--=+-⋅----006121143n n n nn n z z z z ∞∞===+-∑∑211111(3223)n n nn z ∞--==+⋅-⋅∑2. 将在内展为洛朗级数.1()e 1zf z z=-01z <-<+∞解 在，内01z <-<+∞1(1)11e e 11z z z z +-=--2e 111(1)(1)(1)12!!nz z z z n ⎡⎤=-+-+-++-+⎢⎥-⎣⎦.1111e 1(1)(1)12!!n z z z n -⎡⎤=-++-++-+⎢⎥-⎣⎦3. 求出使洛朗级数收敛的圆环域.其中(2)nnn c z +∞=-∞-∑119，，，01c =1!n n c n n =111|2n c n-=+++ 1,2,n = 解 要将洛朗级数分为正幂部分和负幂部分和负幂部分两个幂级数，分别求出它们的收敛半径，然后确定使洛朗级数收敛 的圆环域..(2)nn n c z ∞=-∞-∑1111!1(2)12)2n nnn n n z z n n ∞∞-==⎛⎫=+++-++- ⎪⎝⎭∑∑ 其中的收敛半径为1111(2)2nn z n ∞-=⎛⎫=+++- ⎪⎝⎭∑ .11112lim lim 1111121n n n n c n R c n →∞→∞+++===+++++ 的收敛半径为.1!2)nn n n z n ∞=-∑11lim lim 1e nn n n n c R c n →∞→∞+⎛⎫==+= ⎪⎝⎭所以，由，得收敛圆环域为111r R ==12e z <-<4. 在内，将展成洛朗级数.01z <-<+∞()sin 1zf z z =-解 .sinsin 111z z z z ⎛⎫=+ ⎪--⎝⎭11sin1cos cos1sin 11z z =+--而 ,2011cos (1)(1)12!n nn z z n ∞-==---∑(21)011sin (1)(1)1(21)!n n n z z n ∞-+==---+∑故 23cos1sin1cos1sinsin1112! (1)3! (1)z z z z z =+--+---- 2sin1(1)(2)! (1)nn n z +--21cos1(1)(21)! (1)nn n z ++-++-5. 如果为正向圆周，求积分的值. 设为：C ||3z =()d Cf z z ⎰A ()f z （1）；（2）；（3）（4）1(2)z z +2(1)z z z++21(1)z z +(1)(2)zz z ++120解 （1）.当时，1111(2)22z z z z ⎛⎫=-- ⎪++⎝⎭2||z <<+∞.11112(2)221z z z z z=-⋅+=++11320(1)21212n n n n z z z z -∞+=---+=++∑ 由此可见展开式中项的系数，而且圆周在内，所以由公式1z10C -=||3z =2||z <<+∞1()d 2i 0Cf z z C π-==⎰A （2）当时，1||z <<+∞221111111(1)11z z z z z z z z z+=+⋅=+⋅=+++2211111z z z z ⎛⎫+-+- ⎪⎝⎭展开式中项的系数，而且圆周在内，所以由公式1z11C -=||3z =1||z <<+∞1()d 2i 2iCf z z C ππ-==⎰A （3）当时，1||z <<+∞.10011(1)(1)1n nn n n n z z z z∞∞+==--==+∑∑两边求导得，于是，2201(1)(1)(1)n n n n z z ∞+=-+=+∑2301(1)(1)(1||)(1)n n n n z z z z ∞+=-+=<<+∞+∑展开式中项的系数，由公式1z10C -=1()d 2i 0C f z z C π-==⎰A （4）（当时）21(1)(2)21z z z z z =-++++2||z <<+∞2222411111z z z z z z ⎛⎫⎛⎫=-+---+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ 213z z=-+ 展开式中项的系数，而且圆周在内，由公式1z11C -=||3z =2||z <<+∞1()d 2i 2iCf z z C ππ-==⎰A121复变函数作业15 第4章综合练习1.命题“复数项级数与都发散，则级数和也发散”1nn α∞=∑1nn β∞=∑1()nn n aβ∞=±∑1n n n αβ∞=∑是否成立？为什么？解 不成立. 因为运算可以消除使级数发散的因素.例如，，，则和都发散，但21i n n n α=+21in n n β=+-1n n α∞=∑1n n β∞=∑和都收敛.若令，则2112i ()n n n n n αβ∞∞==+=∑∑241111n n n n n n αβ∞∞==⎡⎤=-+⎢⎥⎣⎦∑∑21i n n n β=-也收敛.2112i()n n n n n αβ∞∞==-=∑∑2. 下列数列是否收敛？如果收敛，求出其极限.（1）；（2）；（3）；（4）.1i 2nn a +⎛⎫= ⎪⎝⎭1chi n a n n =0i 2kn n k a =⎛⎫= ⎪⎝⎭∑1i 22en n a π⎛⎫-+ ⎪⎝⎭=解 先化为复数形式，然后考察时，极限是否存在.n →∞（1）因为，.所以cos isin 44nnn a ππ⎤⎫+=⎥⎪⎭⎦cos isin 44n n ππ⎛⎫+ ⎪⎝⎭lim 0n n a →∞=数列收敛，极限为0.{}n a （2）因为，所以数列收敛，极限为0i i 1e e 1cos ,lim 02n n n n n a n a n n-→∞+=⋅=={}n a （3）因为，当时,所以数列收敛，极限为.0i 2knn k a =⎛⎫= ⎪⎝⎭∑n →∞22i n a →-{}n a 22i -（4）,当时.所以数列收敛，11cos isin 2222n a n n ππ⎛⎫⎛⎫=--+-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭n →∞i n a →-{}n a 极限为i-3. 判断下列级是否收敛? 是绝对收敛还是条件收敛?（1）；（2）；（3）；（4）.0(3)!n n i n ∞=∑1!n n n n ∞=∑/1e !i n n n π∞=∑115i 2nn ∞=+⎛⎫⎪⎝⎭∑n122解（1）因为，而当，，所以收敛，(3i)3!!n n n n ≤n →∞1133/0(1)!!n n n n ++→+0(3)!nn i n ∞=∑原级绝对收敛.（2）因为，所以原级数收敛.1(1)!!1/1(1)en n n n n n ++=<+（3）因为，,1cos isin n n n n ππα⎛⎫=+ ⎪⎝⎭1111cos i sin n n n n nn n ππα∞∞∞====+∑∑∑两个级数不能保证原级数收敛.所以原级数发散.（4）因为，不趋于零（当时），所以原级发散.nn α=lim n αn →∞4. 求幂级数的收敛半径.21(i)1sin n n n n z n -∞→∞⎛⎫-+⋅ ⎪⎝⎭∑解 因为含有幂次，用根值法n c n （等价无穷小）n n 1lim 1sin nn n -→∞⎛⎫=+ ⎪⎝⎭，所以，收敛半径.(1)11lim 1e n n n ⋅--→∞⎛⎫=+= ⎪⎝⎭e R =5. 证明：如果存在（），下列三个幂级数有相同的收敛半径：1limn n nC C +→∞≠∞11,,.1n n n n n n C C z z nC z n +-+∑∑∑证设，则由，易知，1lim()n n n C l C +→∞=≠∞11||n n n n C C l l C C ++-≤-1lim ||()n n nCl C +→∞=≠∞记.||l ρ=（1）的收敛半径.n n C z ∑11R ρ=（2）一般项系数（项系数），于是11n n C z n ++∑nz 1n nC a n-=123，即，由公式得其收敛半径.11||||11n n nn C n n Cαα+-=⋅→⋅+ρρ=1lim n n nαρα+→∞=21R ρ=（3）一般项系数于是，1n n nC z -∑1(1),n n n C β+=+121||211n n nn C n n C βρρβ++++=⋅→⋅=+即，收敛半径.1limn n nβρβ+→∞=31R ρ=故三个幂级数有相同的收敛半径.6. 如果级数在它的收敛圆的圆周上一点处绝对收敛，证明它在收敛圆所围的nnn C z∞=∑0z 闭区域上绝对收敛.证设级数在收敛圆周上一点处绝对收敛（为收敛半径），则nnn C z∞=∑||z R =0z R 收敛且. 于是对收敛圆所围成的闭区域上任一点，都有00||n n n C z∞=∑0||z R =||z R ≤z 0||||||||||n n n nn n n n C z C Z C R C z =≤=由比较判别法得收敛，即在上绝对收敛.0||nn n C z∞=∑0n n n C z ∞=∑||z R ≤7. 求幂级数的收敛半径.[2(1)]n n nn z∞→+-∑解 用比值法和极值法都不能求得R ，故用柯西-哈达玛法，lim[2(1)]3n n →∞+-=所以，收敛半径.13R =8. 求幂级数的收敛半径.10,0)i nn nn z a b a b ∞=>>+∑解 用根值法221/21()n n nn a b +124因为 ,，所以{}{}221/21/2max ,()2max ,nn n n a b ab a b ≤+≤lim 1n →∞=.{}221/2lim()max ,n n n n a b a b →∞+=于是，级数的收敛半径为.{}max ,R a b =9. 求下列级数的和函数（1）;（2）.111(1)n n n nz∞--=-∑20(1)(2)!nnn z n ∞=-∑解 （1），收敛半径.由逐项积分性质，得11limlim 1n n n n c n c n+→∞→∞+==1R =.111(1)d (1)1z nn n n n n z nz z z z∞∞-==-=-=+∑∑⎰所以.1211(1)11(1)nn n z nzz z z ∞-='⎛⎫-==⋅< ⎪++⎝⎭∑（2）. 故收敛半径.11limlim 0(21)(22)n n n c c n n +→∞==++R =∞设级数和函数, 进行逐项求导，得20()(1)(2)!nnn z f z n ∞==-∑，，所以有 ,211()(1)(21)!n nn z f z n -∞='=--∑221()(1)(22)!n nn z f z n -∞=''=--∑()()f z f z ''=-即有微分方程 .解得 待定.()()0f z f z ''+=()cos sin ,,f z A z B z A B =+因为，得，200(0)(1)1(2)!nn n z z f A n ∞==⎡⎤==-=⎢⎥⎣⎦∑1A =得B =0，21010(0)(sin cos )(1)0(21)!n nz n z z f z B z n -∞===⎡⎤'=-+=-=⎢⎥-⎣⎦∑故 .20()(1)cos (2)!nnn z f z z n ∞==-=∑12510. 证明级数，沿实轴绝对收敛.222222221(1)(1)nz z z z z z z ++++++++ 证 若，级数绝对收敛.0z =若，取任意不为零实数时，有. 所以，级数收敛. 由于0z ≠2111z <+201(1)nn z ∞=+∑也是实数，因而也收敛.2z 220(1)nn z z ∞=+∑11. 将分别展为和的泰勒级数.1()23f z z =-z 1z -解 即分别取和.于是00z =01z =（1）222111122123312/3333z z z z ⎡⎤-==-+++⎢⎥--⎣⎦，，即 .232323412223333z z z =----- 1023n n n n z ∞+==-∑213z <32z <（2），, 即 .112312(1)z z =----0[2(1)]n n z ∞==--∑2(1)1z -<112z -<12. 将展为的幂级数，，为不相等的复数.1()f z z b=-()z a -a b 解 先在中构造出的因式再展开()f z ()z a -1111()/()z b b a z a b a -=⋅-----211z a z a b a b a b a ⎡⎤---⎛⎫⎛⎫=+++⎢⎥ ⎪ ⎪---⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦，.101()()nn n z a b a ∞+==---∑1z a b a -<-13. 将在下列圆环域内展为洛朗级数：1()(1)(2)f z z z =--（1）; （2）; （3）; （4）.12z <<2z <<+∞011z <-<11z <-<+∞解 ,11()21f z z z =---126（1）在内，，，12z <<11z <12z<故 .1111()21/211/f z z z z =-⋅---0011122n nn n z z z ∞∞==⎛⎫⎛⎫=-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭∑∑1100112n n n n n z z∞∞++===--∑∑（2）在内，，，故2z <<+∞11z <21z<.0011121211()12/11/n nn n f z z z z z z z z z ∞∞==⎛⎫⎛⎫=⋅-=- ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭∑∑1021n n n z ∞+=-=∑（3）在内011z <-<1111()211(1)1f z z z z z -=-=------01(1)1n n z z ∞==----∑ .211(1)(1)(1)1n z z z z =----------- （4）在内，，11z <-<+∞111z <-11111()(1)11111/(1)1f z z z z z z =-=⋅-------- 23111111(1)(1)(1)1n z z z z z =+++++------ 23111(1)(1)(1)nz z z =++++--- 第四章习题课教与学参考例1 证明：0,||1,||1lim 1,1.||1,1nn a a a a a a →∞<⎧⎪∞>⎪=⎨=⎪⎪=≠⎩不不不证 令，其中，则i e(cos isin )r r θαθθ==+||,arg r αθα==127.(cos isin )n n r n n αθθ=+（1）当时，非负实数. 从而，即||1α<1,lim 0nn r r →∞<=|0|0()n nr n α-=→→∞.lim 0n n α→∞=（2）当时，，由1）的结论，从而有.||1α>11α<1lim 0nn α→∞⎛⎫= ⎪⎝⎭lim n n α→∞=∞（3）当时易知.1α=1,lim 1n nn αα→∞==（4）当时，.因与||1,1αα=≠1,cos isin (0)nr n n αθθθ==+≠lim cos n n θ→∞均不存在，所以不存在.lim sin n n θ→∞lim n n α→∞例2 下列说法是否正确？为什么？（1）每一个幂级数在它的收敛圆周上处处收敛；（2）每一个幂级数的和函数在收敛圆内可能有奇点；（3）每一个在点连续的函数一定可以在的邻域内展开成泰勒级数.0z 0z 答 （1）不正确. 幂级数在收敛圆内的点处收敛而且绝对收敛，而在收敛圆周上可能处处收敛（如），也可能处处发散（如），还可能既有收敛点也有发散点（如211n n z n ∞=∑1nn z ∞=∑）.11nn z n∞=∑（2）不正确. 和函数在收敛圆内是解析函数，在收敛圆周上至少有一个奇点.（3）不正确. 在点解析的函数才一定可以在的邻域内展开成泰勒级数. 在点连0z 0z 0z 续的函数（更进一步在点可导的函数）不一定能在的邻域内展开成泰勒级数，例如0z 0z 在的邻域内就不能展开成泰勒级数.2()||f z z =00z =例3 如果的收敛半径为，证明的收敛半径.[提示：nnn C z∞=∑R 0(Re )n nn C z∞=∑R ≥]|(Re )|||||n n n n C z C z ≤128证 由的收敛半径为可知，对收敛圆内任一点，不但收nnn C z∞=∑R ||z R <0z 0n n n C z∞=∑敛而且绝对收敛，即收敛. 又||nn n C z∞=∑0000|(Re )||Re |||||||||n n n nn n n n C z C z C z C z =≤=结合比较判别法可得收敛，即绝对收敛，因而也是收敛的. 这00|(Re )|nnn C z∞=∑0(Re )nn n C z ∞=∑样幂级数在内任一点收敛（而且是绝对收敛的），它的收敛半径R.(Re )nnn C z∞=∑||z R <≥例4 为什么在区域内解析且在区间取实数值的函数展开成的幂||z R <(,)R R -()f z z 级数时，展开式的系数都是实数？答因为当在上取实数值且可导时其导数()f z (,)R R -在上为实数值（只需让沿实轴趋于零便知），这样()()()limz f z z f z f z z∆→+∆-'=∆(,)R R -z ∆依次下去可知当在内解析（当然在上有各阶导数），在上取实()f z ||z R <(,)R R -(,)R R -数值时在上取实数值，特别地()()(0,1,2,)n fz n = (,)R R -为实数，即展开式的系数都是实数.()(0)/!(0,1,2,)n n f n C n == 例5 函数能否在圆环域内展开成罗朗级数？为什么？1tan z ⎛⎫⎪⎝⎭0||(0)z R R <<<<+∞答 不能. 由罗朗定理，能否在内展开成罗朗级数等价于能1tan z ⎛⎫⎪⎝⎭0||z R <<1tan z ⎛⎫⎪⎝⎭否在内解析. 而以的点为奇点，0||z R <<1tan z ⎛⎫⎪⎝⎭1cos 0z ⎛⎫= ⎪⎝⎭1(0,1,2,)2k z k k ππ==±±+且，所以在任何圆环域内都有的奇点. 在lim 0k k z →∞=0||(0)z R R <<<<+∞1tan z ⎛⎫⎪⎝⎭1tan z ⎛⎫⎪⎝⎭129内不解析，从而在其内不能展开成罗朗级数.0||z R <<例6 若,与都收敛, 证明级数绝对收敛.Re()0n α≥1nn α∞=∑21nn α∞=∑21nn α∞=∑证 因为,若收敛,则也收敛,从而也收敛. 但是i n n n a b α=+na∑21nn α∞=∑221()n n n ab ∞=-∑,22221112()nnnn n n n a a b α∞∞∞===--=∑∑∑所以, 级数收敛.21n n α∞=∑例7 讨论级数的敛散性.1()n n n zz ∞+=-∑解 讨论级数的部分和.11()1n k k n n k S zz z -+==-=-∑当时，，故级数收敛于1；当时，，故级数发散1z <lim 1n n S →∞=--1z =lim 0n n S →∞=0；当时，不唯一，故级数收敛于；1z =-lim n n S →∞当，且时，即时，.1z =1z ≠i e (0)z θθ=≠cos isin nz n n θθ+因为和的极限都不存在，所以不存在，级数发散；cos n θsin n θlim n n S →∞当时，级数显然发散.1z >例8 求下列幂级数的收敛半径：（1）； （2）（p 为正整数）；!1n n z∞=∑0p nn nz ∞=∑（3）； （4），1!n n n n n ∞=∑20(1)n nn q z q ∞=<∑（5）21223211111223232323n nn n n n z z z z z --+++++++⋅⋅ng130解（1）因为，所以，收敛半径.1,!,0,!kk nck n=⎧=⎨≠⎩11R=（2）因为.所以，收敛半径.1/1/lim()lim()1p n n pn n nn n→∞→∞===1R=（3）因为.所以，收敛半径.1(1)!!1lim/lim(1)1enn nn nn n nn n n+→∞→∞+⎛⎫==⎪++⎝⎭eR=（4）因为，所以，收敛半径2(1)21lim lim0nnnn nqqq++→∞→∞==R=+∞（5）因为，，所以2121123n nc--=2123n n nc=⋅，.于是，收敛半/(21)(1)/(21)2lim lim1/(23)n n n nn n---→+∞→∞=⋅=limn→+∞=径.R=例9 求下列级数收敛半径，并写出收敛圆周：（1）（p为正整数）；（2）；1(i)npnzn∞=-∑1(1i)n nnz∞=+∑（3）（4）.[3(1)](1)n n nnz∞=+--∑2(1)(2)!nnnzn∞=-∑解先求收敛半径，再据题写出收敛圆周（1）因为，所以，收敛半径，收敛圆周为.1lim lim11pnn nnc nc n+→∞→∞⎛⎫==⎪+⎝⎭1R=i1z-=（2）因为，所以，收敛半径.写出收敛圆周为1lim lim1inn nncc+→∞→∞=+=R=z=（3）因为是振荡的，所以由柯西-哈达玛法[3(1)]n nnc=+-，收敛半径.收敛圆周为.n n4=14R=114z-=。

复变函数1到5章测试题及答案

复变函数1到5章测试题及答案

复变函数1到5章测试题及答案(总20页)--本页仅作预览文档封面，使用时请删除本页--- 2 -第一章 复数与复变函数(答案)一、 选择题1．当iiz -+=11时，5075100z z z ++的值等于（B ） （A ）i （B ）i - （C ）1 （D ）1-2．设复数z 满足arg(2)3z π+=，5arg(2)6z π-=，那么=z （A ）（A ）i 31+- （B ）i +-3 （C ）i 2321+-（D ）i 2123+-3．复数)2(tan πθπθ<<-=i z 的三角表示式是（D ）（A ）)]2sin()2[cos(sec θπθπθ+++i （B ）)]23sin()23[cos(sec θπθπθ+++i（C ）)]23sin()23[cos(sec θπθπθ+++-i （D ）)]2sin()2[cos(sec θπθπθ+++-i4．若z 为非零复数，则22z z -与z z 2的关系是（C ） （A ）z z z z 222≥- （B ）z z z z 222=- （C ）z z z z 222≤- （D ）不能比较大小５．设y x ,为实数，yi x z yi x z +-=++=11,1121且有1221=+z z ，则动点),(y x 的轨迹是（B ）（A ）圆 （B ）椭圆 （C ）双曲线 （D ）抛物线- 3 -６．一个向量顺时针旋转3π，对应的复数为i 31-，则原向量对应的复数是（A ）（A ）2 （B ）i 31+ （C ）i -3 （D ）i +3 ７．使得22z z =成立的复数z 是（D ）（A ）不存在的 （B ）唯一的 （C ）纯虚数 （D ）实数８．设z 为复数，则方程i z z +=+2的解是（B ） （A ）i +-43 （B ）i +43 （C ）i -43 （D ）i --43９．满足不等式2≤+-iz iz 的所有点z 构成的集合是（D ） （A ）有界区域 （B ）无界区域 （C ）有界闭区域 （D ）无界闭区域10．方程232=-+i z 所代表的曲线是（C ）（A ）中心为i 32-，半径为2的圆周 （B ）中心为i 32+-，半径为２的圆周（C ）中心为i 32+-，半径为2的圆周 （D ）中心为i 32-，半径为２的圆周11．下列方程所表示的曲线中，不是圆周的为（B ） （A ）221=+-z z （B ）433=--+z z- 4 -（C ）)1(11<=--a azaz （D ）)0(0>=-+++c c a a z a z a z z 12．设,5,32,1)(21i z i z z z f -=+=-=，则12()f z z -=（C ） （A ）i 44-- （B ）i 44+ （C ）i 44- （D ）i 44+- 13．000Im()Im()limz z z z z z →--（D ）（A ）等于i （B ）等于i - （C ）等于0 （D ）不存在 14．函数),(),()(y x iv y x u z f +=在点000iy x z +=处连续的充要条件是（C ） （A ）),(y x u 在),(00y x 处连续 （B ）),(y x v 在),(00y x 处连续 （C ）),(y x u 和),(y x v 在),(00y x 处连续（D ）),(),(y x v y x u +在),(00y x 处连续15．设C z ∈且1=z ，则函数zz z z f 1)(2+-=的最小值为（A ）（A ）3- （B ）2- （C ）1- （D ）1二、填空题1．设)2)(3()3)(2)(1(i i i i i z ++--+=，则=z2．设)2)(32(i i z +--=，则=z arg 8arctan -π 3．设43)arg(,5π=-=i z z ，则=z i 21+- 4．复数22)3sin 3(cos )5sin 5(cos θθθθi i -+的指数表示式为 ie θ16- 5 -5．以方程i z 1576-=的根的对应点为顶点的多边形的面积为６．不等式522<++-z z522=++-z （或1)23()25(2222=+y x ） 的内部 ７．方程1)1(212=----zi iz 所表示曲线的直角坐标方程为 122=+y x８．方程i z i z +-=-+221所表示的曲线是连接点 12i -+ 和 2i - 的线段的垂直平分线９．对于映射zi =ω，圆周1)1(22=-+y x 的像曲线为()2211u v -+= 10．=+++→)21(lim 421z z iz 12i -+三、若复数z 满足03)21()21(=+++-+z i z i z z ，试求2+z 的取值范围． (]25,25[+-（或25225+≤+≤-z ）) 四、设0≥a ，在复数集C 中解方程a z z =+22. (当10≤≤a 时解为i a )11(-±±或)11(-+±a 当+∞≤≤a 1时解为)11(-+±a ) 五、设复数i z ±≠，试证21zz+是实数的充要条件为1=z 或Im()0z =. 六、对于映射)1(21zz +=ω，求出圆周4=z 的像.- 6 -(像的参数方程为π≤θ≤⎪⎩⎪⎨⎧θ=θ=20sin 215cos 217v u ．表示w 平面上的椭圆1)215()217(2222=+v u ) 七、设iy x z +=，试讨论下列函数的连续性：1.⎪⎩⎪⎨⎧=≠+=0,00,2)(22z z y x xyz f2.⎪⎩⎪⎨⎧=≠+=0,00,)(223z z y x y x z f .(1．)(z f 在复平面除去原点外连续，在原点处不连续； 2．)(z f 在复平面处处连续)第二章 解析函数（答案）一、选择题：1．函数23)(z z f =在点0=z 处是( B )（A ）解析的 （B ）可导的（C ）不可导的 （D ）既不解析也不可导 2．函数)(z f 在点z 可导是)(z f 在点z 解析的( B )（A ）充分不必要条件 （B ）必要不充分条件（C ）充分必要条件 （D ）既非充分条件也非必要条件 3．下列命题中，正确的是( D )（A ）设y x ,为实数，则1)cos(≤+iy x- 7 -（B ）若0z 是函数)(z f 的奇点，则)(z f 在点0z 不可导（C ）若v u ,在区域D 内满足柯西-黎曼方程，则iv u z f +=)(在D 内解析 （D ）若)(z f 在区域D 内解析，则)(z if 在D 内也解析 4．下列函数中，为解析函数的是( C )（A ）xyi y x 222-- （B ）xyi x +2 （C ）)2()1(222x x y i y x +-+- （D ）33iy x + 5．函数)Im()(2z z z f =在0z =处的导数( A )（A ）等于0 （B ）等于1 （C ）等于1- （D ）不存在 6．若函数)(2)(2222x axy y i y xy x z f -++-+=在复平面内处处解析，那么实常 数=a ( C )（A ）0 （B ）1 （C ）2 （D ）2- 7．如果)(z f '在单位圆1<z 内处处为零，且1)0(-=f ，那么在1<z 内≡)(z f ( C )（A ）0 （B ）1 （C ）1- （D ）任意常数8．设函数)(z f 在区域D 内有定义，则下列命题中，正确的是( C )（A ）若)(z f 在D 内是一常数，则)(z f 在D 内是一常数 （B ）若))(Re(z f 在D 内是一常数，则)(z f 在D 内是一常数 （C ）若)(z f 与)(z f 在D 内解析，则)(z f 在D 内是一常数- 8 -（D ）若)(arg z f 在D 内是一常数，则)(z f 在D 内是一常数 9．设22)(iy x z f +=，则=+')1(i f ( A )（A ）2 （B ）i 2 （C ）i +1 （D ）i 22+ 10．i i 的主值为( D )（A ）0 （B ）1 （C ）2πe （D ）2e π-11．z e 在复平面上( A )（A ）无可导点 （B ）有可导点，但不解析 （C ）有可导点，且在可导点集上解析 （D ）处处解析 12．设z z f sin )(=，则下列命题中，不正确的是( C )（A ）)(z f 在复平面上处处解析 （B ）)(z f 以π2为周期（C ）2)(iziz e e z f --= （D ）)(z f 是无界的13．设α为任意实数，则α1( D )（A ）无定义 （B ）等于1（C ）是复数，其实部等于1 （D ）是复数，其模等于114．下列数中，为实数的是( B )（A ）3)1(i - （B ）i cos （C ）i ln （D ）i e 23π-15．设α是复数，则( C )（A ）αz 在复平面上处处解析 （B ）αz 的模为αz- 9 -（C ）αz 一般是多值函数 （D ）αz 的辐角为z 的辐角的α倍 二、填空题1．设i f f +='=1)0(,1)0(，则=-→zz f z 1)(limi +1 2．设iv u z f +=)(在区域D 内是解析的，如果v u +是实常数，那么)(z f 在D 内是 常数 3．导函数x v i x u z f ∂∂+∂∂=')(在区域D 内解析的充要条件为 xv x u ∂∂∂∂,可微且满足222222,xvy x u y x v x u ∂∂-=∂∂∂∂∂∂=∂∂ 4．设2233)(y ix y x z f ++=，则=+-')2323(i f i 827427- 5．若解析函数iv u z f +=)(的实部22y x u -=，那么=)(z f ic xyi y x ++-222或ic z +2c 为实常数6．函数)Re()Im()(z z z z f -=仅在点=z i 处可导 7．设z i z z f )1(51)(5+-=，则方程0)(='z f 的所有根为 3,2,1,0),424sin 424(cos 28=π+π+π+πk k i k8．复数i i 的模为),2,1,0(2 ±±=π-k e k9．=-)}43Im{ln(i 34arctan -- 10 -10．方程01=--z e 的全部解为),2,1,0(2 ±±=πk i k三、试证下列函数在z 平面上解析，并分别求出其导数 1．;sinh sin cosh cos )(y x i y x z f -= （;sin )(z z f -='）2．);sin cos ()sin cos ()(y ix y y ie y y y x e z f x x ++-=（.)1()(z e z z f +='） 四、已知22y x v u -=-，试确定解析函数iv u z f +=)(. （c i z i z f )1(21)(2++-=.c 为任意实常数）第三章 复变函数的积分（答案）一、选择题：1．设c 为从原点沿x y =2至i +1的弧段，则=+⎰cdz iy x )(2( D )（A ）i 6561- （B ）i 6561+- （C ）i 6561-- （D ）i 6561+2．设c 为不经过点1与1-的正向简单闭曲线，则dz z z zc⎰+-2)1)(1(为( D)（A ）2i π （B ）2iπ- （C ）0 （D ）(A)(B)(C)都有可能 3．设1:1=z c 为负向，3:2=z c 正向，则=⎰+=dz z zc c c 212sin ( B ) （A ） i π2- （B ）0 （C ）i π2 （D ）i π44．设c 为正向圆周2=z ，则=-⎰dz z zc2)1(cos ( C)（A ）1sin - （B ）1sin （C ）1sin 2i π- （D ）1sin 2i π5．设c 为正向圆周21=z ，则=--⎰dz z z z c23)1(21cos( B) （A ）)1sin 1cos 3(2-i π （B ）0 （C ）1cos 6i π （D ）1sin 2i π-6．设ξξξξd ze zf ⎰=-=4)(，其中4≠z ，则='）i f π(( A ) （A ）i π2- （B ）1- （C ）i π2 （D ）1 7．设)(z f 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dz z f z f z f z f c ⎰+'+'')()()(2)( ( C )（A ）于i π2 （B ）等于i π2- （C ）等于0 （D ）不能确定 8．设c 是从0到i 21π+的直线段，则积分=⎰cz dz ze （ A ）（A ）21eπ-(B) 21eπ-- (C)i e21π+(D) i e21π-9．设c 为正向圆周0222=-+x y x ，则=-⎰dz z z c1)4sin(2π( A )（A ）i π22（B ）i π2 （C ）0 （D ）i π22-10．设c 为正向圆周i a i z ≠=-,1，则=-⎰cdz i a zz 2)(cos ( C) （A ）ie π2 （B ）eiπ2 （C ）0 （D ）i i cos 11．设)(z f 在区域D 内解析，c 为D 内任一条正向简单闭曲线，它的内部全属于D ．如果)(z f 在c 上的值为2，那么对c 内任一点0z ,)(0z f ( C )（A ）等于0 （B ）等于1 （C ）等于2 （D ）不能确定12．下列命题中，不正确的是( D ) （A ）积分⎰=--ra z dz a z 1的值与半径)0(>r r 的大小无关 （B ）2)(22≤+⎰cdz iy x ,其中c 为连接i -到i 的线段（C ）若在区域D 内有)()(z g z f ='，则在D 内)(z g '存在且解析 （D ）若)(z f 在10<<z 内解析，且沿任何圆周)10(:<<=r r z c 的积分等于零，则)(z f 在0=z 处解析13．设c 为任意实常数，那么由调和函数22y x u -=确定的解析函数iv u z f +=)(是 ( D)(A)c iz +2 （B ） ic iz +2 （C ）c z +2 （D ）ic z +2 14．下列命题中，正确的是(C)（A ）设21,v v 在区域D 内均为u 的共轭调和函数，则必有21v v =（B ）解析函数的实部是虚部的共轭调和函数 （C ）若iv u z f +=)(在区域D 内解析，则xu∂∂为D 内的调和函数 （D ）以调和函数为实部与虚部的函数是解析函数15．设),(y x v 在区域D 内为),(y x u 的共轭调和函数，则下列函数中为D 内解析函数的是( B )（A ）),(),(y x iu y x v + （B ）),(),(y x iu y x v - （C ）),(),(y x iv y x u - （D ）xv i x u ∂∂-∂∂二、填空题1．设c 为沿原点0=z 到点i z +=1的直线段，则=⎰cdz z 2 22．设c 为正向圆周14=-z ，则=-+-⎰c dz z z z 22)4(23 i π103．设⎰=-=2)2sin()(ξξξξπd z z f ,其中2≠z ，则=')3(f 0 4．设c 为正向圆周3=z ，则=+⎰cdz zzz i π6 5．设c 为负向圆周4=z ，则=-⎰c z dz i z e 5)(π 12iπ 6．解析函数在圆心处的值等于它在圆周上的 平均值7．设)(z f 在单连通域B 内连续，且对于B 内任何一条简单闭曲线c 都有0)(=⎰cdz z f ，那么)(z f 在B 内 解析8．调和函数xy y x =),(ϕ的共轭调和函数为 C x y +-)(21229．若函数23),(axy x y x u +=为某一解析函数的虚部，则常数=a -3 10．设),(y x u 的共轭调和函数为),(y x v ，那么),(y x v 的共轭调和函数为),(y x u -三、计算积分 1.⎰=+-R z dz z z z)2)(1(62,其中1,0≠>R R 且2≠R ; （当10<<R 时，0； 当21<<R 时，i π8； 当+∞<<R 2时，0） 2.⎰=++22422z z z dz．（0） 四、求积分⎰=1z zdz z e ，从而证明πθθπθ=⎰0cos )cos(sin d e .（i π2）五、若)(22y x u u +=，试求解析函数iv u z f +=)(. （321ln 2)(ic c z c z f ++=（321,,c c c 为任意实常数））第四章 级 数（答案）一、选择题：1．设),2,1(4)1( =++-=n n nia n n ，则n n a ∞→lim ( C )（A ）等于0 （B ）等于1 （C ）等于i （D ）不存在 2．下列级数中，条件收敛的级数为( C )（A ）∑∞=+1)231(n n i （B ）∑∞=+1!)43(n nn i （C ） ∑∞=1n n n i （D ）∑∞=++-11)1(n n n i3．下列级数中，绝对收敛的级数为(D )（B ） ∑∞=+1)1(1n n i n （B ）∑∞=+-1]2)1([n n n in(C)∑∞=2ln n n n i （D ）∑∞=-12)1(n nnn i 4．若幂级数∑∞=0n n n z c 在i z 21+=处收敛，那么该级数在2=z 处的敛散性为( A )（A ）绝对收敛 （B ）条件收敛 （C ）发散 （D ）不能确定 5．设幂级数∑∑∞=-∞=01,n n n n nn znc z c 和∑∞=++011n n n z n c 的收敛半径分别为321,,R R R ，则321,,R R R 之间的关系是( D )（A ）321R R R << （B ）321R R R >> （C ）321R R R <= （D ）321R R R == 6．设10<<q ，则幂级数∑∞=02n n n z q 的收敛半径=R ( D )（A ）q （B ）q1（C ）0 （D ）∞+ 7．幂级数∑∞=1)2(2sinn n z n n π的收敛半径=R ( B ) （A ） 1 （B ）2 （C ）2 （D ）∞+8．幂级数∑∞=++-011)1(n n n z n 在1<z 内的和函数为( A )（A ）)1ln(z + （B ）)1ln(z - （D ）z +11ln(D) z-11ln 9．设函数z e z cos 的泰勒展开式为∑∞=0n nn z c ，那么幂级数∑∞=0n n n z c 的收敛半径=R ( C )（A ）∞+ （B ）1 （C ）2π（D ）π 10．级数+++++22111z z z z的收敛域是( B ) （A ）1<z （B ）10<<z （C ）+∞<<z 1 （D ）不存在的 11．函数21z在1-=z 处的泰勒展开式为( D)（A ）)11()1()1(11<++-∑∞=-z z n n n n （B ）)11()1()1(111<++-∑∞=--z z n n n n（C ）)11()1(11<++-∑∞=-z z n n n （D ）)11()1(11<++∑∞=-z z n n n12．函数z sin ，在2π=z 处的泰勒展开式为( B )（A ）)2()2()!12()1(012+∞<--+-∑∞=+ππz z n n n n（B ）)2()2()!2()1(02+∞<---∑∞=ππz z n n nn（C ）)2()2()!12()1(0121+∞<--+-∑∞=++ππz z n n n n（D ）)2()2()!2()1(021+∞<---∑∞=+ππz z n n nn13．设)(z f 在圆环域201:R z z R H <-<内的洛朗展开式为∑∞-∞=-n n nz z c)(0，c 为H 内绕0z 的任一条正向简单闭曲线，那么=-⎰c dz z z z f 2)()(( B )(A)12-ic π （B ）12ic π （C ）22ic π （D ）)(20z f i 'π14．若⎩⎨⎧--==-+=,2,1,4,2,1,0,)1(3n n c nn n n ，则双边幂级数∑∞-∞=n n n z c 的收敛域为( A ) （A ）3141<<z （B ）43<<z（C ）+∞<<z 41 （D ）+∞<<z 3115．设函数)4)(1(1)(++=z z z z f 在以原点为中心的圆环内的洛朗展开式有m 个，那么=m ( C )（A ）1 （B ）2 （C ）3 （D ）4 二、填空题1．若幂级数∑∞=+0)(n n n i z c 在i z =处发散，那么该级数在2=z 处的收敛性为 发散2．设幂级数∑∞=0n nn z c 与∑∞=0)][Re(n n n z c 的收敛半径分别为1R 和2R ，那么1R 与2R 之间的关系是 12R R ≥ ．3．幂级数∑∞=+012)2(n n n z i 的收敛半径=R22 4．设)(z f 在区域D 内解析，0z 为内的一点，d 为0z 到D 的边界上各点的最短距离，那么当d z z <-0时，∑∞=-=00)()(n n n z z c z f 成立，其中=n c ),2,1,0()(!10)( =n z f n n 或（)0,2,1,0()()(21010d r n dz z z z f ir z z n <<=-π⎰=-+ ）． 5．函数z arctan 在0=z 处的泰勒展开式为 )1(12)1(012<+-∑∞=+z z n n n n ．6．设幂级数∑∞=0n nn z c 的收敛半径为R ，那么幂级数∑∞=-0)12(n n n n z c 的收敛半径为2R． 7．双边幂级数∑∑∞=∞=--+--112)21()1()2(1)1(n n n nnz z 的收敛域为 211<-<z ． 8．函数zze e 1+在+∞<<z 0内洛朗展开式为 nn nn z n z n ∑∑∞=∞=+00!11!1 ． 9．设函数z cot 在原点的去心邻域R z <<0内的洛朗展开式为∑∞-∞=n n nz c，那么该洛朗级数收敛域的外半径=R π ．10．函数)(1i z z -在+∞<-<i z 1内的洛朗展开式为 ∑∞=+--02)()1(n n nn i z i 三、若函数211z z --在0=z 处的泰勒展开式为∑∞=0n nn z a ，则称{}n a 为菲波那契(Fibonacci)数列，试确定n a 满足的递推关系式，并明确给出n a 的表达式． （)2(,12110≥+===--n a a a a a n n n ，),2,1,0(})251()251{(5111 =--+=++n a n n n ） 四、求幂级数∑∞=12n nz n 的和函数，并计算∑∞=122n n n 之值.（3)1()1()(z z z z f -+=，6）五、将函数)1()2ln(--z z z 在110<-<z 内展开成洛朗级数.（n n nk k z k n z z z z z z )1()1)1(()2ln(111)1()2ln(001-+--=-⋅⋅-=--∑∑∞==+）第五章 留 数(答案)一、选择题： 1．函数32cot -πz z在2=-i z 内的奇点个数为 ( D ) （A ）1 （B ）2 （C ）3 （D ）4 2．设函数)(z f 与)(z g 分别以a z =为本性奇点与m 级极点，则a z =为函数)()(z g z f的( B )（A ）可去奇点 （B ）本性奇点 （C ）m 级极点 （D ）小于m 级的极点 3．设0=z 为函数zz ex sin 142-的m 级极点，那么=m ( C ) （A ）5 （B ）4 (C)3 （D ）2 4．1=z 是函数11sin)1(--z z 的( D ) (A)可去奇点 （B ）一级极点 （C ） 一级零点 （D ）本性奇点5．∞=z 是函数2323z z z ++的( B ) (A)可去奇点 （B ）一级极点（C ） 二级极点 （D ）本性奇点6．设∑∞==0)(n n n z a z f 在R z <内解析，k 为正整数，那么=]0,)([Re k zz f s ( C ) （A ）k a （B ）k a k ! （C ）1-k a （D ）1)!1(--k a k7．设a z =为解析函数)(z f 的m 级零点，那么='],)()([Re a z f z f s ( A ) (A)m （B ）m - （C ） 1-m （D ）)1(--m8．在下列函数中，0]0),([Re =z f s 的是（ D ）（A ） 21)(ze zf z -= （B ）z z z z f 1sin )(-= （C ）z z z z f cos sin )(+= (D) ze zf z 111)(--= 9．下列命题中，正确的是( C )（A ） 设)()()(0z z z z f m ϕ--=，)(z ϕ在0z 点解析，m 为自然数，则0z 为)(z f 的m 级极点．（B ） 如果无穷远点∞是函数)(z f 的可去奇点，那么0]),([Re =∞z f s（C ） 若0=z 为偶函数)(z f 的一个孤立奇点，则0]0),([Re =z f s（D ） 若0)(=⎰cdz z f ，则)(z f 在c 内无奇点10． =∞],2cos [Re 3zi z s ( A ) （A ）32- （B ）32 （C ）i 32 （D ）i 32- 11．=-],[Re 12i ez s i z ( B) （A ）i +-61 （B ）i +-65 （C ）i +61 （D ）i +65 12．下列命题中，不正确的是( D)（A ）若)(0∞≠z 是)(z f 的可去奇点或解析点，则0]),([Re 0=z z f s（B ）若)(z P 与)(z Q 在0z 解析，0z 为)(z Q 的一级零点，则)()(],)()([Re 000z Q z P z z Q z P s '= （C ）若0z 为)(z f 的m 级极点，m n ≥为自然数，则)]()[(lim !1]),([Re 1000z f z z dzd n z z f s n n nx x +→-= （D ）如果无穷远点∞为)(z f 的一级极点，则0=z 为)1(zf 的一级极点，并且)1(lim ]),([Re 0zzf z f s z →=∞ 13．设1>n 为正整数，则=-⎰=211z ndz z ( A ) (A)0 （B ）i π2 （C ）n i π2 （D ）i n π214．积分=-⎰=231091z dz z z ( B ) （A ）0 （B ）i π2 （C ）10 （D ）5i π 15．积分=⎰=121sin z dz z z ( C ) （A ）0 （B ）61-（C ）3i π- （D ）i π- 二、填空题 1．设0=z 为函数33sin z z -的m 级零点，那么=m 9 ．2．函数z z f 1cos 1)(=在其孤立奇点),2,1,0(21 ±±=+=k k z k ππ处的留数=]),([Re k z z f s 2)2()1(π+π-k k． 3．设函数}1exp{)(22zz z f +=，则=]0),([Re z f s 0 4．设a z =为函数)(z f 的m 级极点，那么='],)()([Re a z f z f s m - ． 5．设212)(zz z f +=，则=∞]),([Re z f s -2 ． 6．设5cos 1)(z z z f -=，则=]0),([Re z f s 241- ． 7．积分=⎰=113z z dz e z 12i π ．8．积分=⎰=1sin 1z dz z i π2 ． 三、计算积分⎰=--412)1(sin z z dz z e z z ．(i π-316) 四、设a 为)(z f 的孤立奇点，m 为正整数，试证a 为)(z f 的m 级极点的充要条件是b z f a z m az =-→)()(lim ，其中0≠b 为有限数． 五、设a 为)(z f 的孤立奇点，试证：若)(z f 是奇函数，则]),([Re ]),([Re a z f s a z f s -=；若)(z f 是偶函数，则]),([Re ]),([Re a z f s a z f s --=．。

第四章 级数(答案)

第四章 级数(答案)

复变函数练习题 第四章 级数系 专业 班 姓名 学号§1 复数项级数 §2 幂级数23521242211(1)1(1)sin ()3!5!(21)!(1)cos 1()2!4!2!1()2!!n n n n nn zz z z z zz z z z z z n z z z z z n z z e z z n +=+++++<--=-+-++<+∞+-=-+-++<+∞=+++++<+∞L L L L L L L L 一些重要的级数一、选择题：1．下列级数中绝对收敛的是 [ ]（Ａ）11(1)n in n ∞=+∑ （Ｂ）1(1)[]2n n n i n ∞=-+∑ (Ｃ) 2ln n n i n ∞=∑ （Ｄ）1(1)2n n n n i ∞=-∑ 2．若幂级数nn n c z∞=∑在12z i =+处收敛，那么该级数在2z =处的敛散性为 [ ]（A ）绝对收敛 （B ）条件收敛 （C ）发散 （D ）不能确定()122i Abel +=>，由定理易得3．幂级数10(1)1n n n z n ∞+=-+∑在||1z <内的和函数为 [ ] （Ａ） ln(1)z + （B ）ln(1)z - （C ） 1ln1z + （D ） 1ln 1z- '100'110000(1)1(1)11(1)(1)1=ln(1)111n n n nn n n n z z n n n n z z n z z z dz dz z n n z∞∞+==∞∞++==⎧⎫⎛⎫-=-=⎪⎪⎪++⎪⎪⎝⎭⎨⎬⎛⎫⎪⎪--==+ ⎪⎪⎪+++⎝⎭⎩⎭∑∑∑∑⎰⎰ 二、填空题：1．设(1)2nn i α-=+，则lim n n α→∞= 0 。

2．设幂级数nn n c z ∞=∑的收敛半径为R ，那么幂级数0(21)n n n n c z ∞=-∑的收敛半径为2R 3．幂级数!nn n n z n ∞=∑的收敛半径是 e 。

复变函数第四章练习题

复变函数第四章练习题

一荷兰手册中文书名是 档案的整理与编目手册 ,系荷兰著名档案学家萨穆 缪勒、约翰 斐斯和罗伯特 福罗英合著, 于1898年在荷兰首都海牙出版 (1920年再版),引起欧美各国档案界的极大关注。

最初,于1905年荷兰手册由汉斯 凯泽 译成德文出版。

根据该德文版,1908年手册被译成意大利文出版(1974年再版) 。

1910年,手册由比利时国家档案馆乔斯 卡维莱厄 和法国档案馆享利 斯坦译成法文出版。

1912年,手册被译成保加利亚文出版。

原苏联1925年第2~4期 档案工作 杂志,刊载过该手册的俄文摘译稿。

1909年,在第一届国际联盟会议上,沃尔多 利兰曾经表达过这样一种愿望:美国档案工作者将可能出版一本类似于荷兰档案工作者手册的一本档案学著作。

1940年,由美国阿瑟 列维特根据法文版译成英文 在纽约出版(后再版,1968年第3版 )。

进入本世纪五六十年代,该手册的影响从欧美各国档案界进一步扩展和波及到亚洲和拉丁美洲各国档案界,其显著标志为:1959年,根据1940年英译本的再版本,由中国人民大学历史档案系档案史教研室译成中文在北京出版; 1960年,该手册的葡萄牙文译本在巴西出版(1973年再版)。

自荷兰手册1898年出版100年来,先后出版了荷兰文、德文、意大利文、法文、保加利亚文、俄文、英文、中文和葡萄牙文9种文字的版本,影响波及欧洲、北美洲、亚洲和拉丁美洲各国档案界。

翻开国际档案事业发展史和档案学发展史,一部档案学著作在国际档案界传播如此广,为各国档案工作者和档案学者如此推崇,理当首推荷兰手册。

二100年来,荷兰手册在国际档案界产生了颇为广泛、深刻的影响。

仅以本世纪初和本世纪末召开的两次国际档案大会,均以手册为重要议题之一,即得到有力证明。

本世纪初,在1910年比利时布鲁塞尔举行的国际图书馆员与档案馆员大会上,有500多名档案工作者参加了会。

在向大会提交的59篇学术报告中,涉及档案和档案工作问题的就有23篇,它们主要探讨了有关档案立法、安全库房的结构、档案保护与修复、案卷目录的编制以及档案人员的职业教育等问题。

(完整版)《复变函数》考试试题与答案(四)

(完整版)《复变函数》考试试题与答案(四)

《复变函数》考试试题（四）一. 判断题. (20分)1. 若f (z )在z 0解析，则f (z )在z 0处满足柯西-黎曼条件. （ ）2. 若函数f (z )在z 0可导，则f (z )在z 0解析. （ ）3. 函数z sin 与z cos 在整个复平面内有界. （ ）4. 若f (z )在区域D 内解析，则对D 内任一简单闭曲线C 都有0)(=⎰Cdz z f .（ ）5. 若)(lim 0z f zz →存在且有限，则z 0是函数的可去奇点. （ ）6. 若函数f (z )在区域D 内解析且0)('=z f ，则f (z )在D 内恒为常数. （ ）7. 如果z 0是f (z )的本性奇点，则)(lim 0z f zz →一定不存在. （ ）8. 若0)(,0)(0)(0==z f z f n ，则0z 为)(z f 的n 阶零点. （ ）9. 若)(z f 与)(z g 在D 内解析，且在D 内一小弧段上相等，则D z z g z f ∈≡),()(. （ ）10. 若)(z f 在+∞<<||0z 内解析，则)),((Res )0),((Res ∞-=z f z f . （ ）二. 填空题. (20分)1. 设iz -=11，则___Im __,Re ==z z .2. 若ξ=∞→n n z lim ，则=+++∞→nz z z nn ...lim 21______________.3. 函数e z 的周期为__________.4. 函数211)(zz f +=的幂级数展开式为__________ 5. 若函数f (z )在复平面上处处解析，则称它是___________.6. 若函数f (z )在区域D 内除去有限个极点之外处处解析，则称它是D 内的_____________. 7. 设1|:|=z C ，则___)1(=-⎰Cdz z .8. zz sin 的孤立奇点为________.9. 若0z 是)(z f 的极点，则___)(lim 0=→z f z z .10.=)0,(Res n zze _____________.三. 计算题. (40分)1. 解方程013=+z .2. 设1)(2-=z e z f z，求).),((Re ∞z f s3..))(9(2||2⎰=+-z dz i z z z.4. 函数()f z =z e z111--有哪些奇点？各属何类型（若是极点，指明它的阶数）.四. 证明题. (20分) 1. 证明：若函数)(z f 在上半平面解析，则函数)(z f 在下半平面解析.2. 证明0364=+-z z 方程在2||1<<z 内仅有3个根.《复变函数》考试试题（四）参考答案一. 判断题.1．√ ２．× ３．× ４．× ５．× 6．√ ７．×８．× ９．√10．√ . 二. 填空题.1. 12, 12; 2. ξ; 3. 2()k ik z π∈; 4.20(1)(1)n nn zz ∞=-<∑; 5. 整函数;6. 亚纯函数;7. 0;8. 0z =;9. ∞; 10. 1(1)!n +.三. 计算题. 1.i i z i z ii z k k i k z z 232135sin 35cos1sin cos 23213sin 3cos 2,1,032sin 32cos1:3213-=+=-=+=+=+==+++=⇒-=ππππππππππ解2. 解 11Re ()12z z z e e s f z z ====+, 111Re ()12z z z e e s f z z -=-=-==+-. 故原式1112(Re ()Re ())()z z i s f z s f z i e e ππ-==-=+=-.3. 解 原式22Re ()295z iz izi s f z iz πππ=-=-===-.4. 解 z e z 111--=)1(1-+-z ze z e z ，令0)1(=-z e z ，得i k z z π2,0==，Λ,2,1±±=k 而 z z zz z z z z z ze e e z e e z z e +--=-+-=--→→→11lim )1(1lim )111(lim 00021lim 0-=++-=→z z z z z ze e e e 0=∴z 为可去奇点当i k z π2=时，01),0(≠+-≠ze z k 而[]0212)1(≠=+-=='-ik z ze ei k z zezzzππ i k z π2=∴为一阶极点.四. 证明题.1. 证明 设()()F z f z =, 在下半平面内任取一点0z , z 是下半平面内异于0z 的点, 考虑 000000000()()()()()()limlim limz z z z z z F z F z f z f z f z f z z z z z z z →→→---==---. 而0z , z 在上半平面内, 已知()f z 在上半平面解析, 因此00()()F z f z ''=, 从而()()F z f z =在下半平面内解析.2. 证明 令()63f z z =-+, 4()z z ϕ=, 则()f z 与()z ϕ在全平面解析, 且在1:2C z =上, ()15()16f z z ϕ≤<=,故在2z <内11(,)(,)4N f C N C ϕϕ+==.在2:1C z =上, ()3()1f z z ϕ≥>=,故在1z <内22(,)(,)1N f C N f C ϕ+==.所以f ϕ+在12z <<内仅有三个零点, 即原方程在12z <<内仅有三个根.。

复变函数习题解答(第4章)

复变函数习题解答(第4章)

p178第四章习题(一)[ 3, 4, 6, 7(4), 10, 12, 13, 14 ]3. 如果lim n→∞ (c n + 1/c n)存在( ≠∞ )，试证下列三个幂级数有相同的收敛半径：(1) ∑n≥ 0c n z n；(2) ∑n≥ 0 (c n/(n + 1))z n + 1；(3) ∑n≥ 0 (n c n)z n– 1．【解】事实上，我们只要证明下面的命题：若∑n≥ 0c n z n的收敛半径为R，则∑n≥ 0 (n c n)z n– 1的收敛半径也为R．从这个命题，就可以得到幂级数(1)的收敛半径与幂级数(2)的收敛半径相同，幂级数(3)的收敛半径与幂级数(1)的收敛半径相同．step1. 当R是正实数或+∞时．若| z | < R，则存在r∈ 使得| z | < r < R．因∑n≥ 0c n z n的收敛半径为R，根据收敛半径定义及Abel定理，知∑n≥ 0 | c n r n |收敛．因| (n c n)z n– 1 | = ( | n/r | · ( | z |/r)n – 1 ) · | c n r n |；而lim n→∞ ( | n/r | · ( | z |/r)n – 1 ) = 0，故∃M > 0使得0 ≤ | n/r | · ( | z |/r)n – 1≤M．所以| (n c n)z n– 1 | ≤M · | c n r n |．由Weierstrass判别法知∑n≥ 0 | (n c n)z n– 1 |收敛，所以∑n≥ 0 (n c n)z n– 1收敛．因此∑n≥ 0 (n c n)z n– 1的收敛半径R1≥R．特别地，若∑n≥ 0c n z n的收敛半径为+∞，则∑n≥ 0 (n c n)z n– 1的收敛半径也为+∞．step2. 当R是非负实数时．对任意的满足R < r < | z |的实数r，根据收敛半径定义，∑n≥ 0c n r n发散．从而∑n≥ 0 | c n r n |发散．当n > r + 1时，| c n r n | = | r/n | · | (n c n)r n– 1 | ≤ | (n c n)r n– 1 |；因此，∑n≥ 0 | (n c n)r n– 1 |发散．由Abel定理，∑n≥ 0 (n c n)z n– 1的收敛半径R1≤r．由r的任意性，得R1≤R．特别地，若∑n≥ 0c n z n的收敛半径为0，则∑n≥ 0 (n c n)z n– 1的收敛半径也为0．step3. 综合step1和step2的结论，当R为正实数时，也有R1 = R．即若∑n≥ 0c n z n的收敛半径为R，则∑n≥ 0 (n c n)z n– 1的收敛半径也为R．[这个证明中，我们没有用到条件lim n→∞ (c n + 1/c n)存在( ≠∞ )，说明该条件是可以去掉的．因为一般的幂级数并不一定满足这个条件，因此去掉这个条件来证明结论是有意义的．]4. 设∑n≥ 0c n z n的收敛半径为R (0 < R < +∞)，并且在收敛圆周上一点绝对收敛，试证明这个级数对所有的点z : | z | ≤R为绝对收敛且一致收敛．【解】设z0在收敛圆周上，且∑n≥ 0 | c n z0 n |绝对收敛．那么对于点z : | z | ≤R，都有| z | ≤ | z0|．因此级数∑n≥ 0 | c n z n |收敛，即∑n≥ 0c n z n绝对收敛．而由Weierstrass判别法知知级数∑n≥ 0c n z n对所有的在闭圆| z | ≤R上一致收敛．6. 写出e z ln(1 + z)的幂级数展式至含z5项为止，其中ln(1 + z)|z = 0 = 0．【解】在割去射线L = { z∈ | Im(z) = 0，Re(z) ≤-1}的z平面上，能分出Ln(1 + z)的无穷多个单值解析分支(Ln(1 + z))k = ln| (1 + z) | + i arg(1 + z) + 2kπi ，k∈ ．由条件ln(1 + z)|z = 0 = 0，知arg(1) + 2kπ = 0，即k = 0．所以，满足条件的分支为ln(1 + z) = ln| (1 + z) | + i arg(1 + z)．因为(ln(1 + z))’= 1/(1 + z) = ∑n≥ 0 (-1)n z n，| z | < 1．∀z : | z | < 1，从沿0到z的曲线逐项积分得ln(1 + z) - ln(1 + z)|z = 0 = ∑n≥ 0 ((-1)n/(n + 1)) z n + 1，| z | < 1；即ln(1 + z)= ∑n≥ 0 ((-1)n/(n + 1)) z n + 1，| z | < 1．因e z= ∑n≥ 0 (1/n!) z n，z∈ ，故∀z : | z | < 1，幂级数∑n≥ 0 (1/n!) z n，∑n≥ 0 ((-1)n/(n + 1)) z n都绝对收敛．故它们的Cauchy乘积收敛于它们的和函数的乘积，所以e z ln(1 + z) = z · (∑n≥ 0 (1/n!) z n)(∑n≥ 0 ((-1)n/(n + 1)) z n)，| z | < 1．设e z ln(1 + z) = z ·∑n≥ 0 c n z n，| z | < 1．则c n = ∑0 ≤k≤n(1/k!) · (-1)n -k/(n -k + 1)，n∈ ．故c0 = 1，c1 = 1/2，c2 = 1/3，c3 = 0，c4 = 3/40，...．所以e z ln(1 + z) = z+ (1/2)z2 + (1/3) z3 + (3/40) z5 + ...，| z | < 1．7. 将下列函数按z– 1的幂展开，并指出其收敛范围．(4) z1/3 ( 11/3 = (– 1 + √3 i )/2 )．【解】在割去射线L = { z∈ | Im(z) = 0，Re(z) ≤-1}的z平面上，能分出z1/3的三个单值解析分支( z1/3)k = | z |1/3 · exp((arg(z) + 2kπ)i/3)，k = 0, 1, 2．设要展开的分支为z1/3 = | z |1/3 · exp((arg(z) + 2k0π)i/3)，0 ≤k0 ≤ 2．因为| 1|1/3 = 1，arg(1) = 0，故exp(2πi/3) = (– 1 + √3 i )/2 = exp(2k0πi/3)，所以k0 = 1．即要展开的分支为z1/3 = | z |1/3 · exp((arg(z) + 2π)i/3)．因为z1/3 = exp(2πi/3) · | z |1/3 · exp(arg(z)/3 ·i)，而主值支(1 + (z– 1))1/3 = | z |1/3 · exp(arg(z)/3 ·i)的展式为(1 + (z– 1))1/3 = ∑n≥ 0 C(1/3, n)(z– 1)n，| z– 1| < 1．所以，要展开的分支z1/3 = exp(arg(z)/3 ·i) ·∑n≥ 0 C(1/3, n)(z– 1)n= ∑n≥ 0 (– 1 + √3 i )/2 ·C(1/3, n)(z– 1)n，| z– 1| < 1．10. 设a为解析函数f(z)的至少n阶零点，又为解析函数ϕ(z)的n阶零点，试证：lim x→a f(z)/ϕ(z) = f(n)(a)/ϕ(n)(a)．【解】设f(z)与ϕ(z)在a的某邻域U= { z∈ | | z–a | < R}内的Taylor展式分别为f(z) = ∑k≥ 0 c k (z–a) k，ϕ(z) = ∑k≥ 0 d n (z–a) k，z∈U，因a为f(z)的至少n阶零点，又为ϕ(z)的n阶零点，故当k≤n – 1时，f(k)(a) = ϕ(k)(a) = 0，且ϕ(n)(a) ≠ 0．因∀k∈ ，c k = f(k)(a)/k!，d k = ϕ(k)(a)/k!；故当k≤n – 1时，c k = d k = 0，且d n≠ 0．因此，f(z) = ∑k≥n c k (z–a) k，ϕ(z) = ∑k≥n d k (z–a) k．注意到幂级数c n + c n + 1 z+ c n + 2 z2 + ...以及幂级数d n + d n + 1 z+ d n + 2 z2 + ...都在U 内收敛，设它们的和函数分别为f1(z), ϕ1(z)．则f(z) = (z–a)m f1(z)，ϕ(z) = (z–a)nϕ1(z) ( z∈U )，且f1(a) = c n，ϕ1(a) = d n ≠ 0．所以，lim x→a f(z)/ϕ(z) = lim x→a f1(z)/ϕ1(z) = f1(a)/ϕ1(a) = c n/d n = f(n)(a)/ϕ(n)(a)．12. 设f(z)在区域D内解析；在某一点z0∈D有f(n)(z0) = 0，n = 1, 2, ...．试证f(z)在D内必为常数．【解】设U = { z∈ | | z–z0| < R}⊆D，则f(z)在U内能展成(z–z0)的幂级数f(z) = ∑k≥ 0 c k (z–z0) k，其中c k = f(k)(z0)/k!．因为f(k)(z0) = 0，k = 1, 2, ...．故c k = 0，k = 1, 2, ...．因此f(z)在U内恒为常数c0．由唯一性定理，f(z)在区域D内恒为常数c0．13. (最小模原理)若区域D内不恒为常数的解析函数f(z)在D内的点z0有f(z0) ≠ 0，则| f(z0) |不可能是| f(z) |在区域D内的最小值，试证之．【解】存在z0的邻域U = { z∈ | | z–z0| < R}⊆D，使得f(z)在U内恒不为零．倘若| f(z0) |是| f(z) |在区域D内的最小值，则| f(z0) |是| f(z) |在U内的最小值．那么，| 1/f(z0) |是| 1/f(z) |在U内的最大值．而1/f(z)在U内解析，由最大模原理，1/f(z)在U内恒为常数．故f(z)在U内也恒为常数．由唯一性定理，f(z)在区域D内也恒为常数，这与题目的条件相矛盾．所以| f(z0) |不可能是| f(z) |在区域D内的最小值．14. 设D是周线C的内部，函数f(z)在区域D内解析，在闭域cl(D) = D⋂C上连续，其模| f(z) |在C上为常数．试证：若f(z)不恒等于一个常数，则f(z)在D内至少有一个零点．【解】因f(z)在cl(D)上连续，故| f(z) |在cl(D)有最大值，即存在z0∈cl(D)，使得| f(z0) | = max z∈cl(D) | f(z) |．因连续函数f(z)在闭域cl(D)上不恒为常数，故f(z)在D上也不恒为常数．由最大模原理，∀z∈D，有| f(z) | < | f(z0) |．因此z0∈∂D = C．设| f(z) |在C上为常数m，则m = | f(z0) | > 0．(反证法)若f(z)在D内恒不为零，则1/f(z)在D内解析．而在周线C上，| f(z) | = m > 0．故1/f(z)在cl(D)上连续．因1/f(z)在D内不恒为常数，因此1/f(z)也满足f(z)所满足的条件．由最大模原理，对∀z∈D，| 1/f(z) | < 1/m．由此得到m < | f(z) | < m，矛盾．[从本题的证明中可以看出，用最大模原理，可以得到如下结论：设f(z)在区域D 内解析，在cl(D)连续且不恒为常数，若| f(z) |在cl(D)上有最大值，那么| f(z) |在cl(D)上的最大值M必然在D的某个边界点取到，并且在D内总有| f(z) | < M．这时也必然有∂D ≠∅，max z∈cl(D) | f(z) | = max z∈∂D| f(z) |．我们特别强调的是条件“| f(z) |在cl(D)上有最大值”．这点对有界区域D来说，因| f(z) |是紧集cl(D)上的连续函数，因此| f(z) |在cl(D)上总是有最大值的．例如本题中的区域D是周线C的内部，当然就是有界集．但当D是无界区域时，有可能| f(z) |在cl(D)上没有最大值，也有可能∂D = ∅．另外，我们还用到了一个从分析的角度看来是很明显的结论：若f(z)在闭域cl(D)连续且不恒为常数，则f(z)在D上也不恒为常数．]p178第四章习题(二)[ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 ]1. 设级数∑n≥ 1f n(z)在点集E上一致收敛于f(z)，且在E上| g(z) | < M ( M < +∞)，则级数∑n≥ 1g(z)f n(z)在E上一致收敛于g(z) ·f(z)．试证之．【解】∀ε > 0，∃N∈ +，使得当n > N时，∀z∈E，| ∑ 1 ≤k≤n f k(z) -f(z) | < ε/M．此时，| ∑ 1 ≤k≤n g(z)f k(z) -g(z) ·f(z) | = | g(z) | · | ∑ 1 ≤k≤n f k(z) -f(z) | < M ·ε/M = ε．所以级数∑n≥ 1g(z)f n(z)在E上一致收敛于g(z) ·f(z)．2. 试证：在单位圆| z | < 1内，级数z + (z 2–z) + (z 3–z 2) + ... + (z n–z n– 1) + ... 收敛于函数f(z) ≡ 0，但它并不是一致收敛的．【解】当| z | < 1时，| S n(z) | = | ∑ 1 ≤k≤n (z k–z k– 1) | = | z |n → 0 ( n→∞ )．故级数在单位圆| z | < 1内收敛于函数f(z) ≡ 0．而∀n∈ +，在z = (1/2)1/n处，有| ∑n + 1 ≤k≤ 2n (z k–z k– 1) | = | z 2n–z n | = | ( z n)2–z n | = | 1/4 – 1/2 | = 1/4．因此级数在| z | < 1内不是一致收敛的．或取z n= 1 – 1/n，则| S n(z n) – 0 | = ( 1 – 1/n )n→ 1/e ( n→∞ )．因此级数在| z | < 1内不是一致收敛的．3. 试证(1) 如果∑n≥ 1v n(z) = δ绝对收敛，则| δ| ≤∑n≥ 1 | v n(z) |．(2) 对任一复数z，| e z– 1 | ≤ e | z |– 1 ≤ | z | e | z |．(3) 当0 < | z | < 1时，| z |/4 < | e z– 1 | < 7| z |/4．【解】(1) | ∑ 1 ≤k≤n v k(z) | ≤∑ 1 ≤k≤n | v k(z) | ≤∑k≥ 1 | v k(z) |．令n →∞得| δ| ≤∑k≥ 1 | v k(z) |．(2) 对任一复数z，e z– 1 = ∑n≥ 1z n/n!，其中右边的级数绝对收敛．根据(1)我们有| e z– 1| ≤∑n≥ 1 | z n/n! | = ∑n≥ 1 | z | n/n! = e | z |– 1．而e | z | = ∑n≥ 0 | z | n/n! = 1 + ∑n≥ 1 | z | n/n! = 1 + | z | ∑n≥ 1 | z | n – 1/n!≤ 1 + | z | ∑n≥ 1 | z | n – 1/(n – 1)! = 1 + e | z |，即e | z |– 1 ≤ | z | e | z |．(3) 当0 < | z | < 1时，注意到∑n≥ 1 | z | n – 1/n! ≤∑n≥ 1 1/n! = e - 1 < 7/4，因此有e | z |– 1 = | z | ∑n≥ 1 | z | n – 1/n! < 7| z |/4．因e z– 1 = ∑n≥ 1z n/n!，故(e z– 1)/z = ∑n≥ 0z n/(n + 1)! = 1 + ∑n≥ 1z n/(n + 1)!，而| ∑n≥ 1z n/(n + 1)! | ≤∑n≥ 1 | z |n/(n + 1)! ≤∑n≥ 1 1/(n + 1)! = e - 2．所以，| (e z– 1)/z | ≥ 1 - | ∑n≥ 1z n/(n + 1)! | ≥ 1 – (e - 2) = 3 - e > 1/4．故| z |/4 < | e z– 1 |．[注意(2)中e | z |– 1 ≤ | z | e | z |实际上是关于实数| z |的不等式，用数学分析容易得到∀t∈ ，e t≥ 1 + t．令t = – | z |，则e– | z |≥ 1 – | z |，即e | z |– 1 ≤ | z | e | z |．]4. 设f(z) = ∑n≥ 0a n z n (a0≠ 0)的收敛半径R > 0，且M = max | z | ≤ρ| f(z)| ( ρ< R )．试证：在圆| z | < | a0 |ρ/(| a0 | + M)内，f(z)无零点．【解】在Cauchy不等式，| f(n)(0) | ≤n! M/ρ n，故| a n| ≤M/ρ n．若| z | < ρ，| f(z) -a0 | = | ∑n≥ 1a n z n | ≤∑n≥ 1 | a n | | z | n≤∑n≥ 1M/ρ n · | z | n= M ∑n≥ 1 (| z |/ρ)n = M | z |/ρ· 1/(1 - | z |/ρ) = M | z |/(ρ- | z |)．当| z | < | a0 |ρ/(| a0 | + M)时，有| z | < ρ，并注意到函数g(t) = t/(ρ-t) = ρ/(ρ-t) - 1在区间(0, ρ)上是严格单调增的，就得到，| f(z) -a0 | ≤M | z |/(ρ- | z |)< M | a0 |ρ/(| a0 | + M) · 1/(ρ- | a0 |ρ/(| a0 | + M))= M | a0 |ρ · 1/(ρM) = | a0 |．故| f(z) | ≥ | a0 | - | f(z) -a0 | > 0，所以，f(z)在圆| z | < | a0 |ρ/(| a0 | + M)内无零点．5. 设在| z | < R内解析的函数f(z)有Taylor展式∑n≥ 0a n z n．试证：当0 ≤ r < R时，(1/(2π))⎰[0, 2π] | f(r e iθ)|2dθ= ∑n≥ 0 | a n |2r2n．【解】当| z | = r时，因为∑n≥ 0a n z n绝对收敛，故∑n≥ 0 | a n | · | z | n收敛．即∑n≥ 0 | a n | ·r n收敛，．故∑n≥ 0a n*(z*) n也绝对收敛．由Cauchy乘积定理，∑n≥ 0 | a n | ·r n与∑n≥ 0 | a n | ·r n的Cauchy乘积∑n≥ 0d n绝对收敛，其中d n = ∑ 0 ≤k≤n | a k | · | a n – k | r n．设∑n≥ 0a n z n的部分和为S n(z)，则∑n≥ 0a n*(z*) n的部分和为(S n(z))*，所以∑n≥ 0a n*(z*) n和为( f(z))*，即( f(z))*= ∑n≥ 0a n*(z*) n．由Cauchy乘积定理，∑n≥ 0a n z n与∑n≥ 0a n (z*) n的Cauchy乘积∑n≥ 0c n(z)绝对收敛于f(z) · ( f(z))* = | f(z)|2，其中c n(z) = ∑ 0 ≤k≤n a k z k·a n – k*(z*)n – k．因| c n(z) | = | ∑ 0 ≤k≤n a k z k·a n – k*(z*)n – k | ≤∑ 0 ≤k≤n | a k z k·a n – k*(z*)n – k | = d n，故∑n≥ 0c n(z)在| z | = r上一致收敛于| f(z)|2．设z = r e iθ，把| f(z)|2，c n(z)等都看成θ的函数(θ∈[0, 2π])，那么它们都是连续的．并且，∑n≥ 0c n(z(θ))在[0, 2π]上一致收敛于| f(z(θ))|2．故⎰[0, 2π] | f(z(θ))|2dθ= ∑n≥ 0⎰[0, 2π]c n(z(θ))dθ．因为在| z | = r上有z ·z* = r2，故c n(z) = ∑ 0 ≤k≤n a k z k·a n – k*(z*)n – k = ∑ 0 ≤k≤n a k z k·a n – k*(r2/z)n – k= ∑ 0 ≤k≤n a k z k·a n – k*r2(n – k) ·z k – n = ∑ 0 ≤k≤n (a k a n – k* ·r2(n – k))·z2k – n．故⎰[0, 2π] c n(z(θ)) dθ = ⎰[0, 2π] c n(z(θ)) d(z(θ))/z’(θ)= ⎰[0, 2π] c n(z(θ)) · 1/(r i e iθ)·d(z(θ)) = (1/i)⎰[0, 2π] c n(z(θ)) ·z(θ) –1·d(z(θ))= (1/i)⎰| z | = r c n(z) ·z –1·dz = (1/i)⎰| z | = r(∑ 0 ≤k≤n (a k a n – k* ·r2(n – k))·z2k – n – 1·dz．若n为奇数，则∑ 0 ≤k≤n (a k a n – k* ·r2(n – k))·z2k – n – 1中没有z–1项，因此⎰[0, 2π] c n(z(θ)) dθ = 0．若n为偶数2m，则⎰[0, 2π] c n(z(θ)) dθ= (1/i)⎰| z | = r(∑ 0 ≤k≤ 2m (a k a2m – k* ·r2(2m – k))·z2k –2m – 1·dz= (1/i)⎰| z | = r(a m a2m – m* ·r2(2m – m))·z– 1·dz= (1/i) (2πi) (a m a m*)·r2m = (2π) | a m |2 ·r2m，所以，⎰[0, 2π] | f(r e iθ)|2dθ= (2π) ∑m≥ 0 | a m |2 ·r2m．[这里我们用到了一个想法，把对实变量θ的积分，转化为对复数z的积分，是通过把θ作为积分变量z所在的曲线的参数来实现的．这种办法在后面的章节将会系统地给出．]6. 设f(z)是一个整函数，且假定存在着一个非负整数n，以及两个正数R与M，使当| z | ≥R时，| f(z) | ≤M | z |n．证明：f(z)是一个至多n次的多项式或一常数．【解】取r > R，考虑圆周| z | = r，由Cauchy不等式，当m > n时，| f(m)(0)/m! | ≤M r n/r m，令r → +∞，得f(m)(0) = 0．故f(z)在原点的Taylor展式为f(z) = ∑0 ≤k≤n f(k)(0)/k! ·z k．因此f(z)是一个至多n次的多项式或一常数．7. 设(1)f(z)在邻域K : | z–a | < R内解析，a是f(z)的m阶零点；(2)b≠a，b∈K．问函数F(z) = ⎰[a, z] f(ζ)dζ及函数Φ(z) = ⎰[b, z] f(ζ)dζ在点a的性质如何？(这里的积分路径都假定在K内．)【解】∀z∈K，我们有F’(z) = f(z)，Φ’(z) = f(z)．因此，F’(a) = ... = F(m )(a) = 0，F(m + 1)(a) ≠ 0，且F(a) = 0，故a是F(z)的m + 1阶零点．也有Φ’(a) = ... = Φ(m )(a) = 0，Φ(m + 1)(a) ≠ 0，但不一定有Φ(a) = 0．因此，a是Φ’(z)的m阶零点．[此题题意不够明确，可能是属于所谓的开放性问题或探究性问题．似乎放在积分部分更合适，当然在这里也可以用幂级数来作．]8. 设(1) 区域D含有实轴的一段L；(2) 函数u(x, y) + i v(x, y)及u(z, 0) + i v(z, 0) (z = x + i y )都在区域D内解析．试证在D内u(x, y) + i v(x, y) ≡u(z, 0) + i v(z, 0)．【解】这两个函数在L上的限制都是u(x, 0) + i v(x, 0)，因此它们在L上的限制相同．由唯一性定理，这两个函数在区域D内是完全相同的．[思考：究竟u, v是定义那个集合上的函数？]9. 设(1) 函数f(z)在区域D内解析，且不恒为常数；(2) 设C为D内任一周线，cl(I(C)) ⊆D；(3) A为任一复数．试证f(z) = A在C的内部I(C)内只有有限个根．【解】设g(z) = f(z) -A，则g(z)在区域D内解析，且不恒为常数；我们来证明g(z)在I(C)内只有有限个零点．注意到I(C)是有界集，因此cl(I(C))也是有界集，且cl(I(C))是闭集．倘若g(z)在I(C)内有无穷多个零点，那么，根据聚点原理，这些零点构成的集合Z必有聚点．而cl(I(C))是闭集，故Z的聚点仍在cl(I(C))内，因此也在D内．由唯一性定理，g(z)在区域D内为常数，矛盾．故g(z)在I(C)内只有有限个零点，即f(z) = A在C的内部I(C)内只有有限个根．10. 问| e z |在闭圆| z–z0 | ≤ 1上的何处达到最大？并求出最大值．【解】因e z 在圆| z–z0 | < 1内不恒为常数，故| e z |在圆| z–z0 | < 1内无最大值．因此，| e z |在闭圆| z–z0 | ≤ 1上最大值必然在边界| z–z0 | = 1上达到．设z0 = a + i b，a, b∈ ．设z–z0 = x + i y，x, y∈ ．在| z–z0 | = 1上，x, y满足x2 + y2 = 1．| e z | = | e a + i b · e x + i y | = | e a + i b | · | e x + i y | = e a · e x．故当x = 1时(此时y = 0)，| e z |最大，且最大值为e a + 1．因此，| e z |在点z0 + 1处达到最大值，且最大值为e a + 1．11. 设函数f(z)在| z | < R内解析，令M(r) = max | z | = r | f(z) | ( 0 ≤r < R)．试证：M(r)在区间[0, R)上是一个上升函数，且若存在r1及r2 (0 ≤r1 < r2 < R)，使得M(r1) = M(r2)，则f(z)在| z | < R内是常数．【解】只要证明若f(z)在| z | < R内不恒为常数，则M(r)在[0, R)上严格单调增．∀r, s∈[0, R)，r < s．若r = 0，则M(r) = | f(0) |．因f(z)在| z | < s内不恒为常数(否则f(z)在| z | < R内恒为常数)，由最大模原理，满足| a | < s的点a不是| f(z) |在| z | < s内的最大值点．因此| f(a) |更不是| f(z) |在| z | ≤s上的最大值点．| f(z) |在| z | ≤s上的最大值必然在边界| z | = s上达到．所以M(s) = max | z | = s | f(z) | > | f(a) |．特别地，取a = 0，就有M(s) > | f(a) | = M(r)．若r > 0，设a满足| z | = r，| f(a) | = M(r)．与前面同样的论证，知M(s) = max | z | = s | f(z) | > | f(a) | = M(r)．故M(r)在[0, R)上严格单调增．。

史济怀《复变函数》第四章若干习题解答，4.1节

史济怀《复变函数》第四章若干习题解答，4.1节

史济怀《复变函数》第四章若⼲习题解答，4.1节可能是因为当年本科学的是微积分，级数部分讲的不多，现在这部分习题做起来真的很困难，有不少题⽬想了很长时间,现在在这⾥练⼀练，做个记录.4.设0<α<π2,arg z n ≤α,∀n ∈N.证明级数∑z n ,∑Re z n ,∑|z n |有相同的敛散性.证明 假设∑z n 收敛,显然∑Re z n 也收敛,来证明∑|z n |也收敛.因为|z n |Re z n =1cos θn ≤1cos α所以∑|z n |收敛.再假设∑Re z n 收敛,则有前⾯的过程可得∑|z n |收敛,进⼀步∑z n 也收敛.上⾯的论述说明了三个级数同时收敛.⾃然也就同时发散.5.设Re z n ≥0,∀n ∈N,证明若∑z n ,∑z 2n 都收敛,则∑|z n |2也收敛.证明 设z n =r n e i θn ,θn ∈−π2,π2,由∑z n 收敛可以知道∑r n cos θn 也收敛,⽽他是正项级数,因⽽∑r 2n cos 2θn 也收敛;再根据∑z 2n 收敛知如下级数收敛∑r 2n cos2θn =∑r 2n cos 2θn −sin 2θn 收敛，因此∑r 2n sin 2θn 也收敛,相加即得∑r 2n =∑|z n |2收敛.11.证明∑∞n =1(−1)n −11n −z 在C ∖N 上内闭⼀致收敛.证明 任取紧集K ⊂C ∖N,我们来证明级数在K 上⼀致收敛.任取z 0∈K,存在充分⼩的邻域B 0=B (z 0,r 0)⊂C ∖N,来证级数在B 0上⼀致收敛.如果令z =x +iy ,则(−1)n −11n −z =(−1)n −1n −x n 2−2nx −|z |2+i (−1)n −1y n 2−2nx −|z |2根据函数项级数的Dirchlet 判别法可以知道上⾯的级数的实部和虚部均在B 0中⼀致收敛.所以∑(−1)n −11n −z 也在B 0中⼀致收敛.当z 0遍历K 时可得到K 的⽆限开覆盖B,由K 的紧性知道可从B 中取出有限个B k ,(k =1,2,⋯,n )覆盖住K,⽽级数在每个B k 上⼀致收敛,所以在∪n k =1B k 上⼀致收敛,也在K 上⼀致收敛.由K 的任意性,所以原来的级数在C ∖N 中内闭⼀致收敛.12.设∑f n (z )是区域D 中的全纯函数项级数,设∑Re f n (z )在D 中内闭⼀致收敛,则∑Im f n (z )在D 上或者内闭⼀致收敛,或者在D 上处处发散.证明 还没想出来！以解决！利⽤Schwarz 积分公式可以证明||[]()Processing math: 100%。

复变函数第四章练习题

复变函数第四章练习题

第四章例题例4.1 考察级数的敛散性。

解因发散，故虽收敛，我们仍断定原级数发散。

例4.2试求下列各幂级数的收敛半径。

（1）解。

（2）。

解因，故。

（3）。

解因，故。

（4）解应当是平方数时，其他情形。

因此，相应有，于是数列{}的聚点是0和1，从而。

例4.3将在展开成幂级数。

解因在内解析，故展开后的幂级数在内收敛。

已经知道：，在时将两式相乘得（按对角线方法）。

例4.4求的展开式。

解因的支点为及，故其指定分支在内单值解析。

，其一般表达式为：当时。

例4.5将及展为的幂级数。

解因，同理。

两式相加除以2得，，两式相减除以得。

例4.6试将函数按的幂展开，并指明其收敛范围。

解例4.7考察函数在原点的性质。

解显然在解析，且。

由，或由知为的三级零点。

例4.8求的全部零点，并指出它们的级。

解在平面上解析。

由得即故，这就是在平面上的全部零点。

显然故都是函数的二级零点。

例4.9设（1）及在区域内解析；（2）在内，试证：在内或。

证若有使。

因在点连续，故由例1.28知，存在的邻域，使在内恒不为零。

而由题设,故必.由唯一性定理（推论4.21）。

例4.10试用最大模原理证明例3.9。

即证：“设在闭圆上解析，如果存在，使当时，而且，则在圆内，至少有一个零点。

”证如果在内，无零点。

而由题设在上，且在上解析。

故在上解析。

此时，且在上，，于是必非常数，在上。

由最大模原理，这就得到矛盾。

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(完整版)《复变函数》考试试题与答案各种总结

(完整版)《复变函数》考试试题与答案各种总结

《复变函数》考试试题（一）一、 判断题（20分）:1.若f （z)在z 0的某个邻域内可导，则函数f(z ）在z 0解析. （ ）2.有界整函数必在整个复平面为常数。

( ) 3。

若}{n z 收敛,则} {Re n z 与}{Im n z 都收敛. ( ）4.若f （z ）在区域D 内解析，且0)('≡z f ，则C z f ≡)(（常数）. ( )5.若函数f （z ）在z 0处解析,则它在该点的某个邻域内可以展开为幂级数. （ ) 6。

若z 0是)(z f 的m 阶零点，则z 0是1/)(z f 的m 阶极点。

( ） 7。

若)(lim 0z f z z →存在且有限，则z 0是函数f （z)的可去奇点. ( )8。

若函数f （z ）在是区域D 内的单叶函数，则)(0)('D z z f ∈∀≠。

（ ) 9. 若f (z )在区域D 内解析, 则对D 内任一简单闭曲线C 0)(=⎰Cdz z f .（ ）10.若函数f(z ）在区域D 内的某个圆内恒等于常数，则f(z)在区域D 内恒等于常数。

（ ） 二.填空题（20分）1、 =-⎰=-1||00)(z z nz z dz__________.（n 为自然数）2。

=+z z 22cos sin _________. 3.函数z sin 的周期为___________.4.设11)(2+=z z f ，则)(z f 的孤立奇点有__________。

5。

幂级数0n n nz ∞=∑的收敛半径为__________。

6.若函数f （z ）在整个平面上处处解析，则称它是__________。

7。

若ξ=∞→n n z lim ，则=+++∞→n z z z nn (i)21______________.8。

=)0,(Re n zz e s ________，其中n 为自然数。

9. zz sin 的孤立奇点为________ .10。

复变函数第4、5章复习自测题(参考解答)

复变函数第4、5章复习自测题(参考解答)

第4—5章复习自测题（参考解答）一、选择题：1. 复级数1nn u∞=∑收敛的必要条件是 [ B ] .(A) lim 0n n nu →∞= (B) lim 0n n u →∞=(C) lim 0n n nu →∞≠ (D) lim 0n n u →∞≠2. 若复级数1nn u∞=∑收敛，则 [ B ] .(A) lim 0n n nu →∞= (B) lim sin 0n n u n →∞=(C) lim 0n n nu →∞≠ (D) lim sin 0n n u n →∞≠3. 下列复级数收敛的是 [ C ] .(A)1n n i ∞=∑ (B)11(1)n n i n n ∞=⎡⎤-+⎢⎥⎣⎦∑ (C) 11sin 2n n n i n ∞=⎡⎤+⎢⎥⎣⎦∑ (D) 11n i n∞=⎛⎫+ ⎪⎝⎭∑4. 下列复级数发散的是 [ C ] .(A) 1nn q ∞=∑（其中1q <） (B)1in n e n∞=∑ (C)1inn e ∞=∑ (D)211n n i n ∞=⋅∑ 5. 幂级数21nn z∞=∑的收敛半径和收敛圆为 [ B ] .(A) R =+∞和z <+∞ (B) 1R =和1z < (C)0R =和0z =. (D) 1R =和(1,1)z ∈-6. 已知幂级数101(1)2n n n z ∞+=-∑的和函数为1(1)(2)z z --，则101(1)2nn n z ∞+=-∑的收敛半径和收敛圆为[ B ].(A) R =+∞和z <+∞ (B) 1R =和1z < (C)2R =和2z <. (D) 32R =和32z <7. 0=z 是22()(1)sin z f z e z =-是 [ B ].（A ）5阶零点 (B) 4阶零点 (C ) 3阶零点 (D) 2阶零点8. 设z a =分别是函数()f z 和()g z 的n 阶零点（2n ≥），则z a =必为()()f z g z +的 [ C ].(A) n 阶零点 (B) 1n -阶零点 (C)至多n 阶零点或()0f z ≡ (D) ()0f z ≡ 9. 设z a =分别是函数()f z 的n 阶零点和()g z 的m 阶零点，则z a =必为()()f zg z 的 [ C ]. (A) 零点. (B) 极点. (C) 可去奇点或极点 (D) 可去奇点10. 设z a =分别是函数()f z 和()g z 的n 阶极点（2n ≥），则z a =必为()()f z g z +的 [ C ].(A) n 阶极点 (B) 至少n 阶极点 (C)至多n 阶极点或可去奇点 (D) 可去奇点 11. 设z a =分别是函数()f z 的n 阶极点和()g z 的m 阶极点，则z a =必为()()f zg z 的 [ D ]. (A) m n -阶极点 (B) n m -阶极点 (C) 非孤立奇点 (D) 可去奇点或极点12. 设z a =为)(z f 的可去奇点或极点，且在0z a R <-<内，()0f z ≠，z a =为()g z 的本性奇点，则z a =为()()g z f z +的 [ B ].(A) 解析点 (B) 本性奇点 (C) 极点 (D) 可去奇点13. 设z a =为)(z f 的可去奇点或极点，且在0z a R <-<内，()0f z ≠，z a =为()g z 的本性奇点，则z a =为()()g z f z 的 [ B ].(A) 解析点 (B) 本性奇点 (C) 极点 (D) 可去奇点14. 设z a =为)(z f 的可去奇点或极点，且在0z a R <-<内，()0f z ≠，z a =为()g z 的本性奇点，则z a =为()()g z f z 的 [ B ]. (A) 解析点 (B) 本性奇点 (C) 极点 (D) 可去奇点15. 设0z =为函数1sin ze z 的 [ C ].(A)可去奇点 (B) 极点 (C) 本性奇点 (D) 非孤立奇点 16. 设0z =为函数31cos zz -的 [ C ]. (A) 可去奇点. (B) 2阶极点 (C)1阶极点 (D) 本性奇点二、填空题：1. 幂级数20(1)nn n z ∞=-∑的收敛半径R = 1 ，收敛圆为11z -<，收敛圆周为11z -=．2. 幂级数1()nnn z a n ∞=-∑的收敛半径R =+∞，收敛圆为z a -<+∞．3. 设1R ，2R ，3R 分别幂级数()nn n c z a ∞=-∑，11()n nn nc z a ∞-=-∑和1()1n nn c z a n ∞+=-+∑的收敛半径，则1R ，2R ，3R 的关系是123R R R ==．4. 分别写出ze ，sin z ，cos z ，ln(1)z +（ln(1)z +表示以(,1]-∞-为割线且满足0ln(1)0z z =+=的单值解析分析）和(1)z α+（(1)z α+表示以(,1]-∞-为割线且满足0(1)1z z α=+=的单值解析分析）在0z =处的基本展式（注意指出展式成立的最大范围）ze =01,!n n z z n ∞=<+∞∑；sin z =2111(1),(21)!n n n z z n -∞-=-<+∞-∑；cos z =20(1),(2)!n n n z z n ∞=-<+∞∑ ln(1)z +=11(1),1n n n z z n ∞-=-<∑；(1)z α+=11(1)(1)11,1!n n n n n z z z n n αααα∞∞==⎛⎫--++=+< ⎪⎝⎭∑∑． 5. 写出函数111(1)(2)21z z z z =-----在指定圆域或圆环内的洛朗展式：在1z <内，1(1)(2)z z =--101(1)2nn n z ∞+=-∑； 在12z <<内，1(1)(2)z z =--110012nn n n n z z ∞∞++==--∑∑； 在2z <<+∞内，1(1)(2)z z =--1021n n n z∞+=-∑； 在011z <-<内，1(1)(2)z z =--01(1)1n n z z ∞=----∑．6. 设函数()f z 在原点0z =解析，且对1n ≥，有11()1f n n =+，由解析函数的惟一性，可得()f z ≡1z z +． 7. 写出z a =为解析函数()f z 的m 阶零点的定义： 若()f z 在z a =解析，且(1)()()()0m f a f a f a -'====，()()0m f a ≠，则称z a =为解析函数()f z 的m 阶零点．8. z a =为解析函数()f z 的m 阶零点等价于：存在z a R -<，使得在z a R -<内，()()()mf z z a z ϕ=-，其中()z ϕ在z a =解析，且()0a ϕ≠．9. 设1()(1)(2)f z z z =--，则()f z 在孤立奇点1z =的主要部分为11z --，从而孤立奇点1z =的类型为()f z 的 1阶极点 ；()f z 在孤立奇点z =∞的主要部分为 0 ，从而孤立奇点z =∞的类型为()f z 的 可去奇点 ．10. 设1()zf z e =，则()f z 在孤立奇点0z =的主要部分为111!n n n z∞=⋅∑，从而孤立奇点0z =的类型为()f z 的 本性奇点 ；()f z 在孤立奇点z =∞的主要部分为 0 ，从而孤立奇点z =∞的类型为()f z 的 可去奇点 ．三、解答或计算题：1. 求下列幂级数的收敛半径与收敛圆：（1）1(1)!n n z n ∞=-∑；（2）21()n n z i n ∞=-∑；（3）!1n n z ∞=∑． 解（1）记1!n c n =，因为11lim lim 01n n n n c c n +→∞→∞==+，所以收敛半径为R =+∞，收敛圆为1z -<+∞，即复平面．（2）记21n c n =，因为21lim lim 11n n n n c n c n +→∞→∞⎛⎫== ⎪+⎝⎭，所以收敛半径为1R =，收敛圆为1z i -<． （3）记0,!,1,2,1,!n n k c k n k ≠⎧==⎨=⎩0,!,1,2,1,!n k k n k ≠⎧==⎨=⎩1=，所以收敛半径为1R =，收敛圆为1z <．2. 求下列函数在0z =处的泰勒展式，并指出展式成立的范围：（1）1(2)(3)z z --；（2）21(1)z -，31(1)z -；（3）0cos d z ξξ⎰； （4）sin z e z ，cos z e z ，2sin z ；（5）11ze-；（6）21z e z +，21ze z -．解（1）因为1111111(2)(3)32231123z z z z z z =-=⋅-⋅------，所以，在2z <内 111100011111111111()(2)(3)322323231123n n n n n n n n n n z z z z z z z z z ∞∞∞++++====-=⋅-⋅=-=-------∑∑∑．（2）因为在1z <内，11n n z z ∞==-∑，所以，在1z <内由逐项求导性得， 120111()(1)1n n n n z nz z z ∞∞-=='⎛⎫'=== ⎪--⎝⎭∑∑． 230221()(1)(1)1n n n n z n n z z z ∞∞-==''⎛⎫''===- ⎪--⎝⎭∑∑，即2321(1)(1)2n n n n z z ∞-=-=-∑． （3）因为201cos (1),(2)!nn n n ξξξ∞==-<+∞∑，所以，由逐项积分性得，在z <+∞内， 2101cos d (1)(21)(2)!z nn n z n n ξξ∞+==-+∑⎰．（4）利用()(1)cos sin z i z e z i z e ++⋅=，()(1)cos sin z i z e z i z e --⋅=以及21sin (1cos 2)2z z =-计算，过程略．（5）利用二次求和的可交换性可得，在1z <内110010011011(1)1(1)!!111(1)(1).!!!kn n zk k n n n n n k k n n k k ez z n k k k k z e z n n k k k ∞∞∞--===∞∞∞∞∞=====⎛-⎫⎛⎫=-=+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎛-⎫⎡-⎤⎛⎫⎛⎫=+-=+- ⎪⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦∑∑∑∑∑∑∑∑（6）注意到01!zn n e z n ∞==∑，22001(1)(1)sin 12n n n n n n z z z π∞∞==+=-=+∑∑，220011(1)12n nn n n z z z ∞∞==+-==-∑∑，以及幂级数的乘法可得，在1z <内，20000(1)sin1(1)2sin 1!2()!zn n n nn n n k k e n z z z z n n k ππ∞∞∞====+⎛⎫ ⎪+⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪⎪+-⎝⎭⎝⎭ ⎪⎝⎭∑∑∑∑． 2000011(1)1(1)1!22()!z n kn n n nn n n k e z z z z n n k ∞∞∞====⎛⎫+-+-⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭⎝⎭∑∑∑∑．3. 判断0z =是下列函数的零点，并求出零点的阶数：（1）22(1)z z e -；（2）3366sin (6)z z z +-；（3）sin tan z z -．解（1）因为222242(1)41111(1)()()()!!z n n n n z e z z z zz z n n ϕ∞∞-==-===∑∑，其中2(1)11()!n n z z n ϕ∞-==∑，易见()z ϕ在0z =解析，且2(1)11(0)10!n z n z n ϕ∞-====≠∑，所以，0z =是22(1)z z e -的4阶零点．（2）因为33639152136156111666sin (6)6(6)3!5!7!5!7!z z z z z z z z z z z ⎛⎫⎛⎫+-=-+-++-=-+ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭，所以，0z =为3366sin (6)z z z +-的15阶零点．（3）因为cos 1sin tan sin cos z z z z z --=⋅，而0z =为sin z 的1阶零点，0z =为cos 1cos z z-的2阶零点，所以，0z =为sin tan z z -的3阶零点．4. 求下列函数在指定圆环内的洛朗展式：（1）1()(1)(2)f z z z =--，①01z <<；②2z <<+∞；③011z <-<．（2）1()sin1f z z =-，01z <-<+∞． （3）1()zf z e =，0z <<+∞． （4）1()z z f z e+=，1z <<+∞．解（1）见教材第5章第1节的例子略．（2）在01z <-<+∞内，12111(1)1()sin 1(21)!(1)n n n f z z n z -∞-=-==---∑． （3）在0z <<+∞内，1011()!znn f z e n z∞===∑． （4）在1z <<+∞内，11(1)101101111()1!!z z znn k n n k k k f z e ee n n k z k z -∞∞∞∞++====⎡⎤⎛-⎫⎛-⎫⎛⎫⎛⎫===+=+⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦∑∑∑∑．5. 求下列函数在扩充复平面上的所有孤立奇点，并分别求出函数在各孤立奇点的去心邻域内的洛朗展式（注意指出展式成立的范围）：（1）1()(1)(2)f z z z =--；（2）1()(1)f z z z =-；（3）1()()()f z z a z b =--（a b <）；（4）12()zf z z e =．解（1）易见此函数的孤立奇点为1，2和∞，且()f z 分别在011z <-<，021z <-<和1z <<+∞内解析，所以在011z <-<内，11111()(1)1211(1)1n n f z z z z z z z ∞==-+=--=---------∑．在021z <-<内，11111()(1)(2)121(2)22n n n f z z z z z z z ∞==-+=-+=-----+---∑．在1z <<+∞内，1011111121()121211n n n f z z z z z z z z∞+=-=-+=-⋅+⋅=----∑．（2）类似于（1）的方法略．（3）易见此函数的孤立奇点为a ，b 和∞，且()f z 分别在0z a b a <-<-，0z b b a <-<-和b z <<+∞内解析，所以在0z a b a <-<-内，10111111111()()()1n n n b a f z z a z a b a z a z b b a z a b a z a b a b a ∞+=⎛⎫⎪⎛⎫-=-+=--⋅=--- ⎪ ⎪---------⎝⎭ ⎪--⎝⎭∑． 在0z b b a <-<-内，2011111111(1)()()()1n nn n b a f z z b z b b a z a z b b a b a z b z b b a b a ∞+=⎛⎫⎪-⎛⎫-=-+=-⋅+=-- ⎪ ⎪---------⎝⎭ ⎪+-⎝⎭∑． 在b z <<+∞内，10111111111()11n nn n b a f z a b b a z a z b b a z z b a zz z ∞+=⎛⎫⎪-⎛⎫=-+=-⋅-⋅= ⎪ ⎪-----⎝⎭ ⎪--⎝⎭∑． （4）易见此函数的孤立奇点为0和∞，且()f z 在0z <<+∞内解析（注意0z <<+∞既是0的去心邻域，也是∞的去心邻域），所以，在0z <<+∞内，1222220031111111()!!2!zn n n n n n f z z e z z z n z n zn z ∞∞∞--=====⋅=⋅=+++⋅∑∑∑．6. 求出下列函数在扩充平面上的所有奇点（注意包括∞），若是孤立奇点还要指出类型：（1）441iz z z +-；（2）cot z ；（3）1sin z ；（4）1z ze -；（5）21z z e+． 解（1）显然441iz z z+-的奇点为使410z -=的点2k i k z e π=（0,1,2,3k =）和∞，显然，它们都是孤立奇点．由于2k ik z eπ=为41z -的1阶零点，且()240k ik z z eiz zπ==+≠，所以2k ik z eπ=为441iz z z +-的1阶极点．又由于 44lim 11z iz z z→∞+=--， 所以∞为441iz z z +-的可去奇点．（2）因为cos cot sin zz z=，所以cot z 的奇点为z k π=（k ∈）和∞．易见z k π=为cot z 的1阶极点，由于k π→∞，所以∞为cot z 的非孤立奇点．（3）类似于（2）z k π=为1sin z 的1阶极点，∞为1sin z的非孤立奇点．（4）易见11z zzzee e --=⋅的奇点为0和∞，由于0是1ze -的本性奇点，0是z e 的解析点（可看成可去奇点），且0ze ≠，所以0仍是1z ze-的本性奇点．作变换1z ξ=，则11z zeeξξ--=，同理可得0ξ=是1eξξ-的本性奇点，所以∞为1z ze-的本性奇点．（5）易见21z z e +的奇点为∞，作变换1z ξ=，则12211(1)z z e e ξ-+=+，由于0ξ=是1e ξ-的本性奇点，0ξ=是211ξ+的极点，且在01ξ<<内，2110ξ+≠，所以0ξ=仍是121(1)eξξ-+1z ze-的本性奇点，所以∞为21zz e +的本性奇点．四、证明或讨论题：1. 用解析函数的惟一性定理证明：11ln(1)(1)nn n z z n∞-=+=-∑，1z <， 其中ln(1)z +是以(,1]-∞-为割线，满足0ln(1)0z z =+=的单值解析分支．证明略．2. 用解析函数的惟一性定理证明：sin 22sin cos z z z =．证明略．3. 若()f z 在区域D 内解析，C D ⊂为曲线或区域或有属于D 的聚点的平面点集，在C 上()f z ≡常数，证明：在区域D 内 ()f z ≡常数．用解析函数的惟一性，证明略．4. 用反证法及最大模，最小模原理证明：设C 是一条围线，()f z 在C 的内部D 解析，在D D C =+上连续，且在C 上，()f z 为常数，若()f z ≠常数，则()f z 在D 内至少有一个零点．证明（反证法）假设()f z 在D 内无零点，由最大模与最小模原理得，()f z 的最大值和最小值都在C 上取得，又()f z 在C 上为常数，所以()f z 的最大值和最小值相等，从而()f z 为常数，再由第2章中解析函数为常函数的结论知，()f z 在D 内为常数，这与题设矛盾，故命题的结论成立．5. 设函数()f z 在区域D 解析，闭圆域z a R D -≤⊂，若()f z 在区域D 内满足下列条件之一，则()f z 在区域D 内恒为常数：（1）在z a R -<内，()0f z ≠，且在z a R -=上，()f z 为常数；（2）在z a R -<内，1()Re d 2a R f i z ξξξπξ-=⎡⎤⎢⎥-⎣⎦⎰或1()Im d 2a Rf iz ξξξπξ-=⎡⎤⎢⎥-⎣⎦⎰为常数； （3）1()d 2a R f i zξξξπξ-=-⎰在z a R -<内解析． 证明（1）类似于第4题用最大模和最小模原理即可，过程略． （2）由柯西公式得，在z a R -<内，1()()d 2a R f f z i zξξξπξ-==-⎰，所以题设条件变为，在z a R -<内， Re ()f z 或Im ()f z 为常数，所以，由第2章中解析函数为常函数的结论知，()f z 在z a R -<内为常数，再由解析函数的惟一性，()f z 在区域D 内恒为常数．（3）类似于（2）的方法可得，题设条件变为，()f z 在z a R -<内，所以，由第2章中解析函数为常函数的结论知，()f z 在z a R -<内为常数，再由解析函数的惟一性，()f z 在区域D 内恒为常数． 6. 设z a =分别为()f z 的m 阶零点和()g z 的n 阶零点，试讨论下列函数在z a =的性质：（1）()()f z g z +； （2）()()f z g z ； （3）()()f zg z ． 解 由题设知1()()()m f z z a z ϕ=-，2()()()n g z z a z ϕ=-，其中1()z ϕ在z a =解析，且1()0a ϕ≠；2()z ϕ在z a =解析，且2()0a ϕ≠．（1）12121212()[()()()],()()()()()()()[()()()],()[()()],m n m m n n m nn z a z z a z m n f z g z z a z z a z z a z a z z m n z a z z m n ϕϕϕϕϕϕϕϕ--⎧-+-<⎪+=-+-=--+<⎨⎪-+=⎩，所以，当m n <时，z a =为()()f z g z +的m 阶零点；当m n >时，z a =为()()f z g z +的n 阶零点；当m n =时，z a =为()()f z g z +的至少m n =阶零点或者()()f z g z +恒为零．（2）1212()()()()()()()()()m n m n f z g z z a z z a z z a z z ϕϕϕϕ+⋅=-⋅-=-⋅，所以，z a =为()()f z g z ⋅的m n +阶零点．（3）12112212()(),()()()()()1,()()()()()(),()m n m n n mz z a m nz z a z z f z m n g z z a z z a z z m nz ϕϕϕϕϕϕϕϕ--⎧->⎪⎪⎪-==⋅<⎨--⎪⎪=⎪⎩，所以，当m n >时，z a =为()()f zg z 的m n -阶零点；当m n <时，z a =为()()f z g z 的n m -阶极点；当m n =时，z a =为()()f zg z 的可去奇点．此时补充12()()0()()z aa f z g z a ϕϕ==≠，a 可成为()()f z g z 的解析点．7. 设z a =分别为()f z 的m 阶极点和()g z 的n 阶极点，试讨论下列函数在z a =的性质：（1）()()f z g z +； （2）()()f z g z ； （3）()()f zg z ． 解 由题设1()()()mz f z z a ϕ=-，2()()()nz g z z a ϕ=-，其中1()z ϕ在z a =解析，且1()0a ϕ≠；2()z ϕ在z a =解析，且2()0a ϕ≠．（1）121221121[()()()],()()()1()()[()()()],()()()1[()()],()m nm n m m n nmz z a z m n z a z z f z g z z z a z n m z a z a z a z z m n z a ϕϕϕϕϕϕϕϕ--⎧+->⎪-⎪⎪+=+=+->⎨---⎪⎪+=⎪-⎩，所以，当m n >时，z a =为m 阶极点；当m n <时，z a =为n 阶极点；当m n =时，z a =为阶数不超过m n =的极点或可去奇点（看成解析点）．（2）1212()()()()()()()()()mnm nz z z z f z g z z a z a z a ϕϕϕϕ+⋅=⋅=---，所以，z a =为m n +阶极点．（3）12112212()1,()()()()()()(),()()()()(),()m nm n m n z n m z z a z z f z z a z a n m z g z z z a z n m z ϕϕϕϕϕϕϕϕ--⎧⋅<⎪-⎪⎪-==⋅->⎨⎪-⎪=⎪⎩，所以，当n m <时，z a =为m n -阶极点；当n m >时，z a =为n m -阶零点（可去奇点要当作解析点）；当m n =时, z a =为可去奇点(也可看作解析点)．8. 设z a =为()f z 的可去起点（看成解析点）或极点，且在0z a R <-<内，()0f z ≠，z a =为()g z 的本性奇点，试讨论下列函数在z a =的性质：（1）()()g z f z ±； （2）()()g z f z ； （3）()()g z f z ． 解 由题设，易见z a =为()()g z f z +，()()g z f z 和()()g z f z 的孤立奇点． （1）记()()()Fz gz f z +，倘若z a =为()F z 的可去奇点，注意到()()()g z F z f z =-，则z a =为()g z 的可去奇点或极点，这与z a =为()g z 的本性奇点矛盾，所以z a =不是()F z 的可去奇点．倘若z a =为()F z 的极点，注意到()()()g z F z f z =-，则z a =为()g z 的可去奇点或极点，这与z a =为()g z 的本性奇点矛盾，所以z a =不是()F z 的极点．综上所述，z a =为()F z 的本性奇点．同理可得，z a =为()()g z f z -的本性奇点． （2）记()()()G z g z f z =，倘若z a =为()G z 的可去奇点，注意到()()()G z g z f z =，则z a =为()g z 的可去奇点或极点，这与z a =为()g z 的本性奇点矛盾，所以z a =不是()G z 的可去奇点．倘若z a =为()G z 的极点，注意到()()()G z g z f z =，则z a =为()g z 的可去奇点或极点，这与z a =为()g z 的本性奇点矛盾，所以z a =不是()G z 的极点．综上所述，z a =为()G z 的本性奇点． （3）同理可得，z a =为()()g z f z 的本性奇点（过程略）．9. 设a 是()f z 的孤立奇点（即()f z 在0z a R <-<内解析），且在0z a R <-<内，()f z 不恒为零，若存在0z a R <-<内的一列收敛于a 的点列{}n z ，使得()0n f z =，1,2,n =，则a 是()f z 的本性奇点．证明（排除法）倘若a 为()f z 的可去奇点，则lim ()z af z b →=存在，令(),0(),f z z a Rg z b z a ⎧<-<=⎨=⎩，则()g z 在z a R -<内解析，注意到()()0n n g z f z ==，由解析函数的惟一性，在z a R -<内，()0g z ≡，所以在0z a R <-<内，()()0f z g z =≡，与题设矛盾．倘若a 为()f z 的极点，则lim ()z af z →=∞，从而0lim ()n z af z →==∞，这也显然矛盾．综上所述，注意到孤立奇点分类的定义可得，a 是()f z 的本性奇点．10. 试用孤立奇点的特征证明下面有关整函数的命题：（1）设()f z 为整函数，若()f z 在z <+∞内有界，则()f z 恒为常数．（刘维尔定理）（2）设()f z 为整函数，若()lim0mz f z b z →∞=≠存在，则()f z 是m 次多项式．（3）设()f z 为整函数，若()lim 0m z f z z→∞=或1()m f z z -在0z <<+∞内有界，即存在0M >，使得在0z <<+∞内，1()m f z M z-<， 则()f z 是至多1m -次多项式．证明（1）（方法1）由()f z 是整函数可得，()f z 仅有一个孤立奇点z =∞，且由泰勒定理，在z <+∞内，001()nn n n n n f z c z c c z ∞∞====+∑∑，其中()f z 在z =∞的主要部分为1nn n c z∞=∑．又由()f z 在z <+∞内有界和孤立奇点的特征可得，z =∞为()f z 的可去奇点，所以10nn n c z∞=≡∑，从而，在z <+∞内，0001()nn n n n n f z c zc c z c ∞∞====+≡∑∑．（方法2）由条件和孤立奇点的特征可得，z =∞为()f z 的可去奇点，所以再由整函数的分类定理，()f z 恒为常数．（2）（方法1）由()f z 是整函数可得，()f z 仅有一个孤立奇点z =∞，且由泰勒定理，在z <+∞内，001()nn n n n n f z c z c c z ∞∞====+∑∑，其中()f z 在z =∞的主要部分为1n n n c z ∞=∑．又由()lim0mz f z b z →∞=≠和孤立奇点的特征可得，z =∞为()f z 的m 阶极点，所以21211mn nm nnm n n c z c zc z c z c z ∞====+++∑∑，其中0m c ≠，从而，在z <+∞内，2001201()nn m n n m n n f z c zc c z c c z c z c z ∞∞====+=++++∑∑，即()f z 是m 次多项式．（方法2）易见z =∞为()m f z z的孤立奇点．由()f z 是整函数及泰勒定理可得，在z <+∞内， 0()n n n f z c z ∞==∑，从而在0z <<+∞内，001()m n m n m n mn n n mn n n m f z c z c z c z z ∞∞---===+==+∑∑∑， 所以，()m f z z 在z =∞的主要部分为1n mn n m c z ∞-=+∑．又由()lim 0m z f z b z →∞=≠和孤立奇点的特征可得，z =∞为()mf z z 的可去奇点，所以10n mnn m c z∞-=+≡∑，即0n c =（1n m ≥+）所以，在z <+∞内，()mnn n n n n f z c z c z ∞====∑∑，其中()lim0m mz f z c b z →∞==≠， 即()f z 是m 次多项式．（方法3）由条件和孤立奇点的特征可得，z =∞为()f z 的m 阶极点，所以再由整函数的分类定理，()f z 为m 次多项式．（3）由条件和孤立奇点的特征可得，z =∞为()f z 的可去奇点或至多1m -阶极点，所以再由整函数的分类定理，()f z 为至多1m -次多项式．五、综合题：设{}()n f z 是定义在区域D 内的解析函数列，试按下面的步骤探索{}()n f z 和{}()n f z '在区域D 内内闭一致收敛的关系：（1）试用有限覆盖定理证明：{}()n f z 在区域D 内内闭一致收敛⇔对任意z D ∈，存在邻域()U z D ⊂，使得在邻域()U z 内，{}()n f z 一致收敛；（2）若{}()n f z 在区域D 内内闭一致收敛，则{}()n f z '也在区域D 内内闭一致收敛；（3）若{}()n f z 在区域D 内收敛，且{}()n f z '在区域D 内内闭一致收敛，则{}()n f z 也在区域D 内内闭一致收敛；（4）若{}()n f z 在区域D 内收敛，则{}()n f z 在区域D 内内闭一致收敛⇔{}()n f z '在区域D 内内闭一致收敛．证明（1）必要性：对任意z D ∈，取邻域()()U z U z D ⊂⊂，由于{}()n f z 在区域D 内内闭一致收敛，所以{}()n f z 在()U z 上一致收敛，从而{}()n f z 在()U z 内一致收敛．充分性：任取有界闭子集F D ⊂，由条件知，对任意z F ∈，总存在邻域()z U z D ⊂，使得{}()n f z 在()z U z 内一致收敛，即对任意0ε>，存在正数z N ，当z n N >时，对任意自然数p ，一切()z z U z ∈，总有，()()n p n f z f z ε+-<，易见，{}()z U z z F ∈为F 的开覆盖，由有限覆盖定理，{}()z U z z F ∈中必有有限个邻域，记为1()z U z ，2()z U z ，，()k z U z ，使得它们仍覆盖F ，取{}12max ,,,k z z z N N N N =，则当n N >，对任意自然数p ，一切z F ∈，总有， ()()n p n f z f z ε+-<．这就证明了{}()n f z 在F 上一致收敛，从而{}()n f z 在D 内内闭一致收敛．（2）由（1），我们只须证明：对任意z D ∈，存在邻域()U z D ⊂，使得在邻域()U z 内，{}()n f z '一致收敛即可．事实上，由D 为区域可得，对任意z D ∈，总存在闭邻域{}()U z z z D δζδ=-≤⊂，如图示，取邻域()()2z U z zz U z D δδζ⎧⎫=-<⊂⊂⎨⎬⎩⎭．记()U z δ的边界为C ：z ζδ-=，因()n f z （1,2,n =）在区域D 内解析，由解析函数的高阶导数公式和积分的估值性，并注意到C ζ∈时，总有2z δζ'-≥，可得，对任意n ，自然数p 和()z z U z '∈，222()()1()()d 2()()()12d ()()d .2n p n n p n Cn p n n p n CCf f f z f z i z f f f f z ζζζπζζζζζζζππδζ++++-''''-='--≤≤-'-⎰⎰⎰又C D ⊂为有界闭集，所以{}()n f z 在C 上一致收敛，从而对任意0ε>，存在正数N ，当n N >时，对一切C ζ∈，总有，()()n p n f f ζζε+-<，所以，22224()()()()d 2n p n n p n Cf z f z f f ζζζδπεεπδπδδ++''''-≤-<⋅=⎰，这就证明了{}()n f z '在()z U z 内一致收敛．（3）由（1），我们只须证明：对任意z D ∈，存在邻域()U z D ⊂，使得{}()n f z 在()U z 内一致收敛即可． 事实上，对z D ∈，总存在闭邻域{}()U z z z D δζδ=-≤⊂．由题设{}()n f z '在()U z δ上一致收敛，从而对任意0ε>，存在正数1N ，当1n N >时，对任意自然数p ，一切()U z δζ∈，总有，()()n p n f f ζζε+''-<，取{}()()U z z z U z D δζδ=-<⊂⊂，注意到对任意()U z ζ∈,()()()d n n n z f f z f ζζξξ'-=⎰，,()()()d n p n p n p z f f z f ζζξξ+++'-=⎰，所以，,()()()()()()()()()()d ()()()(),n p n n p n p n p n n n n p n n p n n p n z f f f f z f z f z f z f f f f z f z f z f z ζζζζζξξξδε+++++++-=-+-+-''≤-+-<⋅+-⎰注意到{}()n f z 收敛可得，存在正数2N ，当2n N >时，对任意自然数p ，有 ()()n p n f z f z ε+-<，于是取{}12max ,N N N =，当n N >时，对任意自然数p ，一切()U z ζ∈，有()()(1)n p n f f ζζδεεδε+-<⋅+=+，这就证明了{}()n f z 在()U z 内一致收敛．（4）综合（2）和（3）即可．注：问题的延伸：设{}()n f z 是定义在区域D 内的解析函数列，注意到解析函数的无穷可微性，连续两次运用（4）可得，● 若{}()n f z 在区域D 内收敛，则{}()n f z 在区域D 内内闭一致收敛⇔{}()n f z ''在区域D 内内闭一致收敛．按此方法继续下去，一般地，● 若{}()n f z 在区域D 内收敛，1k ≥为整数，则{}()n f z 在区域D 内内闭一致收敛⇔{}()()k n f z 在区域D 内内闭一致收敛．。

复变函数1到5章测试题及答案

复变函数1到5章测试题及答案

第一章复数与复变函数(答案)一、选择题1．当时，的值等于（B ）ii z -+=115075100z z z ++（A ） （B ） （C ） （D ）i i -11-2．设复数满足，，那么（A ）z arg(2)3z π+=5arg(2)6z π-==z （A ） （B ） （C ） （D ）i 31+-i +-3i 2321+-i 2123+-3．复数的三角表示式是（D ）)2(tan πθπθ<<-=i z （A ） （B ）)]2sin()2[cos(sec θπθπθ+++i )]23sin()23[cos(sec θπθπθ+++i （C ）（D ）)]23sin()23[cos(sec θπθπθ+++-i )]2sin()2[cos(sec θπθπθ+++-i 4．若为非零复数，则与的关系是（C ）z 22z z -z z 2（A ） （B ）z z z z 222≥-z z z z 222=-（C ） （D ）不能比较大小z z zz 222≤-５．设为实数，且有，则动点y x ,yi x z yi x z +-=++=11,11211221=+z z 的轨迹是（B ）),(y x （A ）圆 （B ）椭圆 （C ）双曲线 （D ）抛物线６．一个向量顺时针旋转，对应的复数为，则原向量对应的复数是（A ）3πi 31-（A ） （B ） （C ） （D ）2i 31+i -3i+3７．使得成立的复数是（D ）22z z =z（A ）不存在的 （B ）唯一的 （C ）纯虚数 （D ）实数８．设为复数，则方程的解是（B ）z i z z +=+2（A ） （B ） （C ） （D ）i +-43i +43i -43i --43９．满足不等式的所有点构成的集合是（D ）2≤+-iz iz z （A ）有界区域 （B ）无界区域 （C ）有界闭区域 （D ）无界闭区域10．方程所代表的曲线是（C ）232=-+i z （A ）中心为，半径为的圆周 （B ）中心为，半径为２的圆周i 32-2i 32+-（C ）中心为，半径为的圆周　（D ）中心为，半径为２的圆周i 32+-2i 32-11．下列方程所表示的曲线中，不是圆周的为（B ）（A ） （B ）221=+-z z 433=--+z z （C ） （D ）)1(11<=--a azaz )0(0>=-+++c c a a z a z a z z 12．设，则（C ）,5,32,1)(21i z i z z z f -=+=-=12()f z z -=（A ） （B ） （C ） （D ）i 44--i 44+i 44-i 44+-13．（D ）000Im()Im()limz z z z z z →--（A ）等于 （B ）等于 （C ）等于 （D ）不存在i i -014．函数在点处连续的充要条件是（C ）),(),()(y x iv y x u z f +=000iy x z +=（A ）在处连续 （B ）在处连续),(y x u ),(00y x ),(y x v ),(00y x （C ）和在处连续（D ）在处连续),(y x u ),(y x v ),(00y x ),(),(y x v y x u +),(00y x15．设且，则函数的最小值为（A ）C z ∈1=z zz z z f 1)(2+-=（A ） （B ） （C ） （D ）3-2-1-1二、填空题1．设，则)2)(3()3)(2)(1(i i i i i z ++--+==z 22．设，则)2)(32(i i z +--==z arg 8arctan -π3．设，则 43)arg(,5π=-=i z z =z i 21+-4．复数的指数表示式为 22)3sin 3(cos )5sin5(cos θθθθi i -+ie θ165．以方程的根的对应点为顶点的多边形的面积为 i z 1576-=６．不等式所表示的区域是曲线（或522<++-z z 522=++-z z ） 的内部1)23()25(2222=+y x ７．方程所表示曲线的直角坐标方程为 1)1(212=----zi iz 122=+y x ８．方程所表示的曲线是连接点 和 的线段的垂i z i z +-=-+22112i -+2i -直平分线９．对于映射，圆周的像曲线为zi =ω1)1(22=-+y x ()2211u v -+=10． =+++→)21(lim 421z z iz 12i -+三、若复数满足，试求的取值范围．z 03)21()21(=+++-+z i z i z z 2+z(（或）)]25,25[+-25225+≤+≤-z 四、设，在复数集中解方程.0≥a C a z z =+22(当时解为或10≤≤a i a )11(-±±)11(-+±a 当时解为)+∞≤≤a 1)11(-+±a 五、设复数，试证是实数的充要条件为或.i z ±≠21zz+1=z Im()0z =六、对于映射，求出圆周的像.)1(21zz +=ω4=z (像的参数方程为．表示平面上的椭圆)π≤θ≤⎪⎩⎪⎨⎧θ=θ=20sin 215cos 217v u w 1)215()217(2222=+v u 七、设，试讨论下列函数的连续性：iy x z +=1.⎪⎩⎪⎨⎧=≠+=0,00,2)(22z z y x xyz f 2..⎪⎩⎪⎨⎧=≠+=0,00,)(223z z y x y x z f (1．在复平面除去原点外连续，在原点处不连续；)(z f 2．在复平面处处连续))(z f 第二章 解析函数（答案）一、选择题：1．函数在点处是( B )23)(z z f =0=z（A ）解析的 （B ）可导的（C ）不可导的 （D ）既不解析也不可导2．函数在点可导是在点解析的( B ))(z f z )(z f z （A ）充分不必要条件 （B ）必要不充分条件（C ）充分必要条件 （D ）既非充分条件也非必要条件3．下列命题中，正确的是( D )（A ）设为实数，则y x ,1)cos(≤+iy x （B ）若是函数的奇点，则在点不可导0z )(z f )(z f 0z （C ）若在区域内满足柯西-黎曼方程，则在内解析v u ,D iv u z f +=)(D （D ）若在区域内解析，则在内也解析)(z f D )(z if D 4．下列函数中，为解析函数的是( C )（A ） （B ）xyi y x 222--xyi x +2（C ） （D ）)2()1(222x x y i y x +-+-33iy x +5．函数在处的导数( A ))Im()(2z z z f =0z =（A ）等于0 （B ）等于1 （C ）等于 （D ）不存在1-6．若函数在复平面内处处解析，那么实常)(2)(2222x axy y i y xy x z f -++-+=数( C )=a （A ） （B ） （C ） （D ）0122-7．如果在单位圆内处处为零，且，那么在内( C ))(z f '1<z 1)0(-=f 1<z ≡)(z f （A ） （B ） （C ） （D ）任意常数011-8．设函数在区域内有定义，则下列命题中，正确的是( C ))(z f D （A ）若在内是一常数，则在内是一常数)(z f D )(z f D （B ）若在内是一常数，则在内是一常数))(Re(z f D )(z f D （C ）若与在内解析，则在内是一常数)(z f )(z f D )(z f D（D ）若在内是一常数，则在内是一常数)(arg z f D )(z f D 9．设，则( A )22)(iy x z f +==+')1(i f （A ） （B ） （C ） （D ）2i 2i +1i 22+10．的主值为( D )ii （A ） （B ） （C ） （D ）012πe 2eπ-11．在复平面上( A )ze （A ）无可导点 （B ）有可导点，但不解析（C ）有可导点，且在可导点集上解析 （D ）处处解析12．设，则下列命题中，不正确的是( C )z z f sin )(=（A ）在复平面上处处解析 （B ）以为周期)(z f )(z f π2（C ） （D ）是无界的2)(iziz e e z f --=)(z f 13．设为任意实数，则( D )αα1（A ）无定义 （B ）等于1（C ）是复数，其实部等于1 （D ）是复数，其模等于114．下列数中，为实数的是( B )（A ） （B ） （C ） （D ）3)1(i -i cos i ln e 23π-15．设是复数，则( C )α（A ）在复平面上处处解析 （B ）的模为αz αz αz（C ）一般是多值函数 （D ）的辐角为的辐角的倍αz αz z α二、填空题1．设，则i f f +='=1)0(,1)0(=-→zz f z 1)(limi +12．设在区域内是解析的，如果是实常数，那么在内是 常数iv u z f +=)(D v u +)(z f D3．导函数在区域内解析的充要条件为 可微且满足x vix u z f ∂∂+∂∂=')(D xvx u ∂∂∂∂, 222222,xvy x u y x v x u ∂∂-=∂∂∂∂∂∂=∂∂4．设，则2233)(y ix y x z f ++==+-')2323(i f i 827427-5．若解析函数的实部，那么或iv u z f +=)(22y x u -==)(z f ic xyi y x ++-222为实常数ic z +2c 6．函数仅在点处可导)Re()Im()(z z z z f -==z i 7．设，则方程的所有根为 z i z z f )1(51)(5+-=0)(='z f 3,2,1,0),424sin 424(cos 28=π+π+π+πk k i k 8．复数的模为ii ),2,1,0(2L ±±=π-k ek 9．=-)}43Im{ln(i 34arctan -10．方程的全部解为01=--ze),2,1,0(2L ±±=πk i k 三、试证下列函数在平面上解析，并分别求出其导数z 1．（）;sinh sin cosh cos )(y x i y x z f -=;sin )(z z f -='2．（）);sin cos ()sin cos ()(y ix y y ie y y y x e z f xx++-=.)1()(ze z zf +='四、已知，试确定解析函数.22y x v u -=-iv u z f +=)(（.为任意实常数）c i z i z f )1(21)(2++-=c 第三章 复变函数的积分（答案）一、选择题：1．设为从原点沿至的弧段，则( D )c x y =2i +1=+⎰cdz iy x )(2（A ）（B ） （C ） （D ）i 6561-i 6561+-i 6561--i 6561+2．设为不经过点与的正向简单闭曲线，则为( D)c 11-dz z z zc ⎰+-2)1)(1(（A ）（B ） （C ） （D ）(A)(B)(C)都有可能2iπ2iπ-03．设为负向，正向，则( B )1:1=z c 3:2=z c =⎰+=dz zzc c c 212sin （A ）（B ） （C ） （D ）i π2-0iπ2iπ44．设为正向圆周，则( C)c 2=z =-⎰dz z zc2)1(cos （A ） （B ） （C ） （D ）1sin -1sin 1sin 2i π-1sin 2i π5．设为正向圆周，则 ( B)c 21=z =--⎰dz z z z c23)1(21cos（A ） （B ） （C ） （D ）)1sin 1cos 3(2-i π01cos 6i π1sin 2i π-6．设，其中，则( A )ξξξξd ze zf ⎰=-=4)(4≠z ='）i f π(（A ） （B ） （C ） （D ）i π2-1-i π217．设在单连通域内处处解析且不为零，为内任何一条简单闭曲线，则积分)(z f B c B( C )dz z f z f z f z f c⎰+'+'')()()(2)(（A ）于 （B ）等于 （C ）等于 （D ）不能确定i π2i π2-08．设是从到的直线段，则积分（ A ）c 0i 21π+=⎰cz dz ze （A ） (B) (C) (D) 21eπ-21eπ--i e21π+ie21π-9．设为正向圆周，则( A )c 0222=-+x y x =-⎰dz z z c1)4sin(2π（A ）（B ） （C ） （D ）i π22i π20i π22-10．设为正向圆周，则( C)c i a i z ≠=-,1=-⎰cdz i a zz 2)(cos （A ） （B ）（C ） （D ）ie π2eiπ20i i cos 11．设在区域内解析，为内任一条正向简单闭曲线，它的内部全属于．如果)(z f D c D D 在上的值为2，那么对内任一点,( C ))(z f c c 0z )(0z f （A ）等于0 （B ）等于1 （C ）等于2 （D ）不能确定12．下列命题中，不正确的是( D )（A ）积分的值与半径的大小无关⎰=--ra z dz az 1)0(>r r （B ）,其中为连接到的线段2)(22≤+⎰cdz iy xc i -i （C ）若在区域内有，则在内存在且解析D )()(z g z f ='D )(z g '（D ）若在内解析，且沿任何圆周的积分等于零，则)(z f 10<<z )10(:<<=r r z c 在处解析)(z f 0=z 13．设为任意实常数，那么由调和函数确定的解析函数是 ( D)c 22y x u -=iv u z f +=)((A) （B ） （C ） （D ）c iz +2ic iz +2c z +2ic z +214．下列命题中，正确的是(C)（A ）设在区域内均为的共轭调和函数，则必有21,v v D u 21v v =（B ）解析函数的实部是虚部的共轭调和函数（C ）若在区域内解析，则为内的调和函数iv u z f +=)(D xu∂∂D （D ）以调和函数为实部与虚部的函数是解析函数15．设在区域内为的共轭调和函数，则下列函数中为内解析函数的是( ),(y x v D ),(y x u D B )（A ） （B ）),(),(y x iu y x v +),(),(y x iu y x v -（C ） （D ）),(),(y x iv y x u -xv i x u ∂∂-∂∂二、填空题1．设为沿原点到点的直线段，则 2c 0=z i z +=1=⎰cdz z 22．设为正向圆周，则c 14=-z =-+-⎰c dz z z z 22)4(23i π103．设,其中，则 0 ⎰=-=2)2sin()(ξξξξπd zz f 2≠z =')3(f 4．设为正向圆周，则=+⎰cdz zzz c 3=z i π65．设为负向圆周，则 c 4=z =-⎰c z dz i z e 5)(π12iπ6．解析函数在圆心处的值等于它在圆周上的 平均值7．设在单连通域内连续，且对于内任何一条简单闭曲线都有，)(z f B B c 0)(=⎰cdz z f 那么在内 解析)(z f B 8．调和函数的共轭调和函数为xy y x =),(ϕC x y +-)(21229．若函数为某一解析函数的虚部，则常数 -323),(axy x y x u +==a 10．设的共轭调和函数为，那么的共轭调和函数为 ),(y x u ),(y x v ),(y x v ),(y x u -三、计算积分1.,其中且;⎰=+-R z dz z z z)2)(1(621,0≠>R R 2≠R （当时，； 当时，； 当时，）10<<R 021<<R i π8+∞<<R 202.．（0）⎰=++22422z z z dz四、求积分，从而证明.（）⎰=1z zdz z e πθθπθ=⎰0cos )cos(sin d e i π2五、若，试求解析函数.)(22y x u u +=iv u z f +=)(（（为任意实常数））321ln 2)(ic c z c z f ++=321,,c c c 第四章 级 数（答案）一、选择题：1．设，则( C )),2,1(4)1(L =++-=n n nia n n n n a ∞→lim （A ）等于 （B ）等于 （C ）等于 （D ）不存在01i2．下列级数中，条件收敛的级数为( C )（A ） （B ）∑∞=+1)231(n n i ∑∞=+1!)43(n nn i （C ） （D ）∑∞=1n n n i ∑∞=++-11)1(n n n i3．下列级数中，绝对收敛的级数为(D )（B ） （B ）∑∞=+1)1(1n n i n ∑∞=+-1]2)1([n n n in (C) （D ）∑∞=2ln n n n i ∑∞=-12)1(n n nn i 4．若幂级数在处收敛，那么该级数在处的敛散性为( A )∑∞=0n n nz ci z 21+=2=z （A ）绝对收敛 （B ）条件收敛（C ）发散 （D ）不能确定5．设幂级数和的收敛半径分别为，则∑∑∞=-∞=01,n n n n nnznc z c∑∞=++011n n n z n c 321,,R R R 之间的关系是( D )321,,R R R （A ） （B ） 321R R R <<321R R R >>（C ） （D ）321R R R <=321R R R ==6．设，则幂级数的收敛半径( D )10<<q ∑∞=02n n n z q =R （A ） （B ）（C ） （D ）q q10∞+7．幂级数的收敛半径( B )∑∞=1)2(2sinn n z n n π=R（A ）（B ） （C ） （D ）122∞+8．幂级数在内的和函数为( A )∑∞=++-011)1(n n n z n 1<z （A ） （B ）)1ln(z +)1ln(z -（D ） (D) z +11lnz-11ln 9．设函数的泰勒展开式为，那么幂级数的收敛半径( C )z e z cos ∑∞=0n n n z c ∑∞=0n nn z c =R （A ） （B ） （C ）（D ）∞+12ππ10．级数的收敛域是( B )L +++++22111z z z z（A ） （B ） （C ） （D ）不存在的1<z 10<<z +∞<<z 111．函数在处的泰勒展开式为( D)21z1-=z （A ）（B ）)11()1()1(11<++-∑∞=-z z n n n n)11()1()1(111<++-∑∞=--z z n n n n （C ） （D ）)11()1(11<++-∑∞=-z z n n n )11()1(11<++∑∞=-z z n n n 12．函数，在处的泰勒展开式为( B )z sin 2π=z （A ）)2()2()!12()1(012+∞<--+-∑∞=+ππz z n n n n（B ）)2()2()!2()1(02+∞<---∑∞=ππz z n n nn （C ）)2()2()!12()1(0121+∞<--+-∑∞=++ππz z n n n n （D ）)2()2()!2()1(021+∞<---∑∞=+ππz z n n nn 13．设在圆环域内的洛朗展开式为，为内)(z f 201:R z z R H <-<∑∞-∞=-n n nz z c)(0c H 绕的任一条正向简单闭曲线，那么( B )0z =-⎰c dz z z z f 20)()((A) （B ） （C ） （D ）12-ic π12ic π22ic π)(20z f i 'π14．若，则双边幂级数的收敛域为( A )⎩⎨⎧--==-+=L L ,2,1,4,2,1,0,)1(3n n c nn n n ∑∞-∞=n nn z c （A ）（B ） 3141<<z 43<<z （C ）（D ）+∞<<z 41+∞<<z 3115．设函数在以原点为中心的圆环内的洛朗展开式有个，那么)4)(1(1)(++=z z z z f m ( C )=m （A ）1 （B ）2 （C ）3 （D ）4二、填空题1．若幂级数在处发散，那么该级数在处的收敛性为 发散∑∞=+0)(n n ni z ci z =2=z 2．设幂级数与的收敛半径分别为和，那么与之间的关∑∞=0n nnz c∑∞=0)][Re(n n n z c 1R 2R 1R 2R系是 ．12R R ≥3．幂级数的收敛半径∑∞=+012)2(n n nz i =R 224．设在区域内解析，为内的一点，为到的边界上各点的最短距离，那么)(z f D 0z d 0z D 当时，成立，其中d z z <-0∑∞=-=0)()(n n nz z cz f 或=n c ),2,1,0()(!10)(L =n z f n n （）．)0,2,1,0()()(21010d r n dz z z z f irz z n <<=-π⎰=-+L 5．函数在处的泰勒展开式为 ．z arctan 0=z )1(12)1(012<+-∑∞=+z z n n n n 6．设幂级数的收敛半径为，那么幂级数的收敛半径为∑∞=0n nn z c R ∑∞=-0)12(n n n n z c 2R ．7．双边幂级数的收敛域为 ．∑∑∞=∞=--+--112)21()1()2(1)1(n n n nnz z 211<-<z 8．函数在内洛朗展开式为 ．zze e 1++∞<<z 0nn nn z n z n ∑∑∞=∞=+00!11!19．设函数在原点的去心邻域内的洛朗展开式为，那么该洛朗级数z cot R z <<0∑∞-∞=n n nz c收敛域的外半径 ．=R π10．函数在内的洛朗展开式为)(1i z z -+∞<-<i z 1∑∞=+--02)()1(n n n n i z i三、若函数在处的泰勒展开式为，则称为菲波那契(Fibonacci)211z z --0=z ∑∞=0n nn z a {}n a 数列，试确定满足的递推关系式，并明确给出的表达式．n a n a （，)2(,12110≥+===--n a a a a a n n n ）),2,1,0(}251()251{(5111L =--+=++n a n n n 四、求幂级数的和函数，并计算之值.∑∞=12n nz n ∑∞=122n n n （，）3)1()1()(z z z z f -+=6五、将函数在内展开成洛朗级数.)1()2ln(--z z z 110<-<z （）n n nk k z k n z z z z z z )1(1)1(()2ln(111)1()2ln(001-+--=-⋅⋅-=--∑∑∞==+第五章 留 数(答案)一、选择题：1．函数在内的奇点个数为 ( D )32cot -πz z2=-i z （A ）1 （B ）2 （C ）3 （D ）42．设函数与分别以为本性奇点与级极点，则为函数)(z f )(z g a z =m a z =)()(z g z f 的( B )（A ）可去奇点 （B ）本性奇点（C ）级极点 （D ）小于级的极点m m 3．设为函数的级极点，那么( C )0=z zz e xsin 142-m =m（A ）5 （B ）4 (C)3 （D ）24．是函数的( D )1=z 11sin)1(--z z (A)可去奇点 （B ）一级极点（C ） 一级零点 （D ）本性奇点5．是函数的( B )∞=z 2323z z z ++(A)可去奇点 （B ）一级极点（C ） 二级极点 （D ）本性奇点6．设在内解析，为正整数，那么( C )∑∞==)(n n n z a z f R z <k =]0,)([Re kz z f s （A ） （B ） （C ） （D ）k a k a k !1-k a 1)!1(--k a k 7．设为解析函数的级零点，那么='],)()([Re a z f z f s ( A )a z =)(z f m (A) （B ） （C ） （D ）m m -1-m )1(--m 8．在下列函数中，的是（ D ）0]0),([Re =z f s （A ）（B ）21)(ze zf z -=z z z z f 1sin )(-=（C ） (D) z z z z f cos sin )(+=ze zf z 111)(--=9．下列命题中，正确的是( C )（A ）设，在点解析，为自然数，则为的)()()(0z z z z f mϕ--=)(z ϕ0z m 0z )(z f 级极点．m （B ）如果无穷远点是函数的可去奇点，那么∞)(z f 0]),([Re =∞z f s （C ）若为偶函数的一个孤立奇点，则0=z )(z f 0]0),([Re =z f s（D ）若，则在内无奇点0)(=⎰c dz z f )(z f c 10． ( A )=∞],2cos[Re 3ziz s （A ） （B ） （C ） （D ）32-32i 32i32-11． ( B)=-],[Re 12i e z s iz （A ） （B ） （C ） （D ）i +-61i +-65i +61i +6512．下列命题中，不正确的是( D)（A ）若是的可去奇点或解析点，则)(0∞≠z )(z f 0]),([Re 0=z z f s （B ）若与在解析，为的一级零点，则)(z P )(z Q 0z 0z )(z Q )()(],)()([Re 000z Q z P z z Q z P s '=（C ）若为的级极点，为自然数，则0z )(z f m m n ≥)]()[(lim !1]),([Re 1000z f z z dzd n z z f s n n nx x +→-=（D ）如果无穷远点为的一级极点，则为的一级极点，并且∞)(z f 0=z )1(zf )1(lim ]),([Re 0zzf z f s z →=∞13．设为正整数，则( A )1>n =-⎰=211z ndz z (A) （B ） （C ）（D ）0i π2niπ2i n π214．积分( B )=-⎰=231091z dz z z （A ） （B ） （C ） （D ）0i π2105iπ15．积分( C )=⎰=121sin z dz z z （A ） （B ） （C ） （D ）061-3i π-iπ-二、填空题1．设为函数的级零点，那么 9 ．0=z 33sin z z -m =m 2．函数在其孤立奇点处的留数zz f 1cos1)(=),2,1,0(21L L ±±=+=k k z k ππ．=]),([Re k z z f s 2)2()1(π+π-k k3．设函数，则 0 }1exp{)(22zz z f +==]0),([Re z f s 4．设为函数的级极点，那么 ．a z =)(z f m ='],)()([Re a z f z f s m -5．设，则 -2 ．212)(zzz f +==∞]),([Re z f s 6．设，则 ．5cos 1)(z z z f -==]0),([Re z f s 241-7．积分．=⎰=113z zdz e z 12iπ8．积分．=⎰=1sin 1z dz z i π2三、计算积分．()⎰=--412)1(sin z z dz z e z z i π-316四、设为的孤立奇点，为正整数，试证为的级极点的充要条件是a )(z f m a )(z f m ，其中为有限数．b z f a z m az =-→)()(lim 0≠b 五、设为的孤立奇点，试证：若是奇函数，则；a )(z f )(z f ]),([Re ]),([Re a z f s a z f s -=若是偶函数，则．)(z f ]),([Re ]),([Re a z f s a z f s --=。

复变函数习题答案第4章习题详解

复变函数习题答案第4章习题详解

复变函数习题答案第4章习题详解第四章习题详解1． 下列数列{}na 是否收敛？如果收敛，求出它们的极限：1) mi nia n -+=11；2) nn i a -⎪⎭⎫ ⎝⎛+=21；3) ()11++-=n ia n n ；4) 2in n e a π-=；5) 21in n e n a π-=。

2． 证明：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≠==>∞<=∞→1111110a a a a a a n n ,,,,lim 不存在，3． 判别下列级数的绝对收敛性与收敛性：1) ∑∞=1n n ni ；2)∑∞=2n n n i ln ；3) ()∑∞=+0856n n n i ；4) ∑∞=02n n in cos 。

4． 下列说法是否正确？为什么？1) 每一个幂级数在它的收敛圆周上处处收敛；2) 每一个幂级数的和函数在收敛圆内可能有奇点；3) 每一个在0z 连续的函数一定可以在0z 的邻域内展开成泰勒级数。

5． 幂级数()∑∞=-02n n n z c能否在0=z 收敛而在3=z 发散？6． 求下列幂级数的收敛半径：1)∑∞=1n p n n z （p 为正整数）；2) ()∑∞=12n n n z n n !；3) ()∑∞=+01n n n z i ；4) ∑∞=1n n n i z eπ；5) ()∑∞=-⎪⎭⎫ ⎝⎛11n nz n i ch ；6)∑∞=⎪⎭⎫ ⎝⎛1n n in z ln 。

7． 如果∑∞=0n n n z c 的收敛半径为R ，证明()∑∞=0n nnz c Re 的收敛半径R ≥。

[提示：()n n n n z c z c <Re ]8． 证明：如果n n n c c1+∞→lim 存在∞≠，下列三个幂级数有相同的收敛半径∑n n z c ；∑+++111n n z n c ；∑-1n nz nc 。

9． 设级数∑∞=0n n c 收敛，而∑∞=0n n c 发散，证明∑∞=0n nnz c 的收敛半径为1。

(完整版)复变函数测试题及答案

(完整版)复变函数测试题及答案

第一章 复数与复变函数一、选择题1．当ii z -+=11时，5075100z z z ++的值等于（ ） （A ）i （B ）i - （C ）1 （D ）1- 2．设复数z 满足3)2(π=+z arc ，65)2(π=-z arc ，那么=z （ ） （A ）i 31+- （B ）i +-3 （C ）i 2321+-（D ）i 2123+- 3．复数)2(tan πθπθ<<-=i z 的三角表示式是（ ） （A ）)]2sin()2[cos(sec θπθπθ+++i （B ）)]23sin()23[cos(sec θπθπθ+++i （C ）)]23sin()23[cos(sec θπθπθ+++-i （D ）)]2sin()2[cos(sec θπθπθ+++-i 4．若z 为非零复数，则22z z -与z z 2的关系是（ ） （A ）z z z z 222≥- （B ）z z z z 222=- （C ）z z z z 222≤- （D ）不能比较大小５．设y x ,为实数，yi x z yi x z +-=++=11,1121且有1221=+z z ，则动点),(y x 的轨迹是（ ）（A ）圆 （B ）椭圆 （C ）双曲线 （D ）抛物线 ６．一个向量顺时针旋转3π，向右平移３个单位，再向下平移１个单位后对应的复数为i 31-，则原向量对应的复数是（ ）（A ）2 （B ）i 31+（C ）i -3 （D ）i +3７．使得22z z =成立的复数z 是（ ）（A ）不存在的 （B ）唯一的 （C ）纯虚数 （D ）实数 ８．设z 为复数，则方程i z z +=+2的解是（ ）（A ）i +-43 （B ）i +43 （C ）i -43 （D ）i --43９．满足不等式2≤+-iz iz 的所有点z 构成的集合是（ ） （A ）有界区域 （B ）无界区域 （C ）有界闭区域 （D ）无界闭区域 10．方程232=-+i z 所代表的曲线是（ ）（A ）中心为i 32-，半径为2的圆周 （B ）中心为i 32+-，半径为２的圆周 （C ）中心为i 32+-，半径为2的圆周 （D ）中心为i 32-，半径为２的圆周 11．下列方程所表示的曲线中，不是圆周的为（ ） （A ）221=+-z z （B ）433=--+z z （C ）)1(11<=--a azaz （D ）)0(0>=-+++c c a a z a z a z z12．设,5,32,1)(21i z i z z z f -=+=-=，则=-)(21z z f （ ） （A ）i 44-- （B ）i 44+ （C ）i 44- （D ）i 44+- 13．00)Im()Im(lim0z z z z x x --→（ ）（A ）等于i （B ）等于i - （C ）等于0 （D ）不存在14．函数),(),()(y x iv y x u z f +=在点000iy x z +=处连续的充要条件是（ ） （A ）),(y x u 在),(00y x 处连续 （B ）),(y x v 在),(00y x 处连续（C ）),(y x u 和),(y x v 在),(00y x 处连续（D ）),(),(y x v y x u +在),(00y x 处连续15．设C z ∈且1=z ，则函数zz z z f 1)(2+-=的最小值为（ ）（A ）3- （B ）2- （C ）1- （D ）1二、填空题1．设)2)(3()3)(2)(1(i i i i i z ++--+=，则=z2．设)2)(32(i i z +--=，则=z arg3．设43)arg(,5π=-=i z z ，则=z 4．复数22)3sin 3(cos )5sin 5(cos θθθθi i -+的指数表示式为 5．以方程i z 1576-=的根的对应点为顶点的多边形的面积为 ６．不等式522<++-z z 所表示的区域是曲线 的内部７．方程1)1(212=----zi iz 所表示曲线的直角坐标方程为８．方程i z i z +-=-+221所表示的曲线是连续点 和 的线段的垂直平分线９．对于映射zi =ω，圆周1)1(22=-+y x 的像曲线为 10．=+++→)21(lim 421z z iz三、若复数z 满足03)21()21(=+++-+z i z i z z ，试求2+z 的取值范围．四、设0≥a ，在复数集C 中解方程a z z =+22.五、设复数i z ±≠，试证21zz+是实数的充要条件为1=z 或0)(=z IM .六、对于映射)1(21zz +=ω，求出圆周4=z 的像.七、试证１.)0(0221≠≥z z z 的充要条件为2121z z z z +=+； ２.)),,2,1,,,0(021n j k j k z z z j =≠≠≥的充要条件为 n n z z z z z z +++=+++ 2121.八、若0)(lim 0≠=→A z f x x ，则存在0>δ，使得当δ<-<00z z 时有A z f 21)(>.九、设iy x z +=，试证y x z y x +≤≤+2.十、设iy x z +=，试讨论下列函数的连续性：1.⎪⎩⎪⎨⎧=≠+=0,00,2)(22z z y x xyz f2.⎪⎩⎪⎨⎧=≠+=0,00,)(223z z y x y x z f第二章 解析函数一、选择题：1．函数23)(z z f =在点0=z 处是( )（A ）解析的 （B ）可导的（C ）不可导的 （D ）既不解析也不可导 2．函数)(z f 在点z 可导是)(z f 在点z 解析的( )（A ）充分不必要条件 （B ）必要不充分条件（C ）充分必要条件 （D ）既非充分条件也非必要条件 3．下列命题中，正确的是( )（A ）设y x ,为实数，则1)cos(≤+iy x（B ）若0z 是函数)(z f 的奇点，则)(z f 在点0z 不可导（C ）若v u ,在区域D 内满足柯西-黎曼方程，则iv u z f +=)(在D 内解析 （D ）若)(z f 在区域D 内解析，则)(z if 在D 内也解析 4．下列函数中，为解析函数的是( )（A ）xyi y x 222-- （B ）xyi x +2（C ）)2()1(222x x y i y x +-+- （D ）33iy x +5．函数)Im()(2z z z f =在=z 处的导数( )（A ）等于0 （B ）等于1 （C ）等于1- （D ）不存在6．若函数)(2)(2222x axy y i y xy x z f -++-+=在复平面内处处解析，那么实常 数=a ( )（A ）0 （B ）1 （C ）2 （D ）2-7．如果)(z f '在单位圆1<z 内处处为零，且1)0(-=f ，那么在1<z 内≡)(z f ( )（A ）0 （B ）1 （C ）1- （D ）任意常数 8．设函数)(z f 在区域D 内有定义，则下列命题中，正确的是（A ）若)(z f 在D 内是一常数，则)(z f 在D 内是一常数 （B ）若))(Re(z f 在D 内是一常数，则)(z f 在D 内是一常数 （C ）若)(z f 与)(z f 在D 内解析，则)(z f 在D 内是一常数 （D ）若)(arg z f 在D 内是一常数，则)(z f 在D 内是一常数 9．设22)(iy x z f +=，则=+')1(i f ( )（A ）2 （B ）i 2 （C ）i +1 （D ）i 22+ 10．ii 的主值为( )（A ）0 （B ）1 （C ）2πe （D ）2π-e11．z e 在复平面上( )（A ）无可导点 （B ）有可导点，但不解析 （C ）有可导点，且在可导点集上解析 （D ）处处解析 12．设z z f sin )(=，则下列命题中，不正确的是( )（A ）)(z f 在复平面上处处解析 （B ）)(z f 以π2为周期（C ）2)(iziz e e z f --= （D ）)(z f 是无界的13．设α为任意实数，则α1( )（A ）无定义 （B ）等于1（C ）是复数，其实部等于1 （D ）是复数，其模等于1 14．下列数中，为实数的是( )（A ）3)1(i - （B ）i cos （C ）i ln （D ）i e 23π-15．设α是复数，则( )（A ）αz 在复平面上处处解析 （B ）αz 的模为αz（C ）αz 一般是多值函数 （D ）αz 的辐角为z 的辐角的α倍二、填空题1．设i f f +='=1)0(,1)0(，则=-→zz f z 1)(lim2．设iv u z f +=)(在区域D 内是解析的，如果v u +是实常数，那么)(z f 在D 内是 3．导函数xvix u z f ∂∂+∂∂=')(在区域D 内解析的充要条件为 4．设2233)(y ix y x z f ++=，则=+-')2323(i f 5．若解析函数iv u z f +=)(的实部22y x u -=，那么=)(z f 6．函数)Re()Im()(z z z z f -=仅在点=z 处可导7．设z i z z f )1(51)(5+-=，则方程0)(='z f 的所有根为 8．复数ii 的模为 9．=-)}43Im{ln(i 10．方程01=--ze 的全部解为三、设),(),()(y x iv y x u z f +=为iyx z +=的解析函数，若记)2,2()2,2(),(izz z z iv i z z z z u z z w -++-+=，则0=∂∂z w ．四、试证下列函数在z 平面上解析，并分别求出其导数 1．;sinh sin cosh cos )(y x i y x z f -=2．);sin cos ()sin cos ()(y ix y y ie y y y x e z f xx++-=五、设023=+-ze zw w ，求22,dz w d dz dw .六、设⎪⎩⎪⎨⎧=≠++=0,00,)()(422z z y x iy x xy z f 试证)(z f 在原点满足柯西-黎曼方程，但却不可导.七、已知22y x v u -=-，试确定解析函数iv u z f +=)(.八、设s 和n 为平面向量，将s按逆时针方向旋转2π即得n .如果iv u z f +=)(为解析函数，则有s v n u n v s u ∂∂-=∂∂∂∂=∂∂,（s ∂∂与n∂∂分别表示沿s ,n 的方向导数）.九、若函数)(z f 在上半平面内解析，试证函数)(z f 在下半平面内解析.十、解方程i z i z 4cos sin =+.第三章 复变函数的积分一、选择题：1．设c 为从原点沿x y =2至i +1的弧段，则=+⎰cdz iy x )(2( )（A ）i 6561- （B ）i 6561+- （C ）i 6561-- （D ）i 6561+ 2．设c 为不经过点1与1-的正向简单闭曲线，则dz z z zc⎰+-2)1)(1(为( ) （A ）2i π （B ）2iπ- （C ）0 （D ）(A)(B)(C)都有可能 3．设1:1=z c 为负向，3:2=z c 正向，则=⎰+=dz z zc c c 212sin ( ) （A ） i π2- （B ）0 （C ）i π2 （D ）i π4 4．设c 为正向圆周2=z ，则=-⎰dz z zc 2)1(cos ( ) （A ）1sin - （B ）1sin （C ）1sin 2i π- （D ）1sin 2i π5．设c 为正向圆周21=z ，则=--⎰dz z z z c23)1(21cos( )（A ）)1sin 1cos 3(2-i π （B ）0 （C ）1cos 6i π （D ）1sin 2i π-6．设ξξξξd ze zf ⎰=-=4)(，其中4≠z ，则='）i f π(( ) （A ）i π2- （B ）1- （C ）i π2 （D ）17．设)(z f 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dz z f z f z f z f c⎰+'+'')()()(2)( ( )（A ）于i π2 （B ）等于i π2- （C ）等于0 （D ）不能确定8．设c 是从0到i 21π+的直线段，则积分=⎰cz dz ze （ ）（A ）21eπ-(B) 21eπ-- (C)i e21π+(D) i e21π-9．设c 为正向圆周0222=-+x y x ，则=-⎰dz z z c1)4sin(2π( ) （A ）i π22 （B ）i π2 （C ）0 （D ）i π22- 10．设c 为正向圆周i a i z ≠=-,1，则=-⎰c dz i a zz 2)(cos ( ) （A ）ie π2 （B ）eiπ2 （C ）0 （D ）i i cos 11．设)(z f 在区域D 内解析，c 为D 内任一条正向简单闭曲线，它的内部全属于D ．如果)(z f 在c 上的值为2，那么对c 内任一点0z ,)(0z f ( )（A ）等于0 （B ）等于1 （C ）等于2 （D ）不能确定 12．下列命题中，不正确的是( ) （A ）积分⎰=--ra z dz az 1的值与半径)0(>r r 的大小无关 （B ）2)(22≤+⎰cdz iy x ,其中c 为连接i -到i 的线段 （C ）若在区域D 内有)()(z g z f ='，则在D 内)(z g '存在且解析 （D ）若)(z f 在10<<z 内解析，且沿任何圆周)10(:<<=r r z c 的积分等于零，则)(z f 在0=z 处解析13．设c 为任意实常数，那么由调和函数22y x u -=确定的解析函数iv u z f +=)(是 ( )(A)c iz +2（B ） ic iz +2（C ）c z +2（D ）ic z +214．下列命题中，正确的是( )（A ）设21,v v 在区域D 内均为u 的共轭调和函数，则必有21v v = （B ）解析函数的实部是虚部的共轭调和函数 （C ）若iv u z f +=)(在区域D 内解析，则xu∂∂为D 内的调和函数 （D ）以调和函数为实部与虚部的函数是解析函数15．设),(y x v 在区域D 内为),(y x u 的共轭调和函数，则下列函数中为D 内解析函数的是( )（A ）),(),(y x iu y x v + （B ）),(),(y x iu y x v -（C ）),(),(y x iv y x u - （D ）xv i x u ∂∂-∂∂二、填空题1．设c 为沿原点0=z 到点i z +=1的直线段，则=⎰cdz z 22．设c 为正向圆周14=-z ，则=-+-⎰c dz z z z 22)4(233．设⎰=-=2)2sin()(ξξξξπd zz f ,其中2≠z ，则=')3(f 4．设c 为正向圆周3=z ，则=+⎰cdz zzz 5．设c 为负向圆周4=z ，则=-⎰c zdz i z e 5)(π6．解析函数在圆心处的值等于它在圆周上的 7．设)(z f 在单连通域B 内连续，且对于B 内任何一条简单闭曲线c 都有0)(=⎰cdz z f ，那么)(z f 在B 内8．调和函数xy y x =),(ϕ的共轭调和函数为9．若函数23),(axy x y x u +=为某一解析函数的虚部，则常数=a10．设),(y x u 的共轭调和函数为),(y x v ，那么),(y x v 的共轭调和函数为三、计算积分 1.⎰=+-Rz dz z z z)2)(1(62,其中1,0≠>R R 且2≠R ; 2.⎰=++22422z z z dz．四、设)(z f 在单连通域B 内解析，且满足)(1)(1B x z f ∈<-.试证１．在B 内处处有0)(≠z f ； ２．对于B 内任意一条闭曲线c ，都有0)()(=''⎰cdz z f z f五、设)(z f 在圆域R a z <-内解析，若)0()()(max R r r M z f ra z <<==-，则),2,1()(!)()( =≤n rr M n a f nn .六、求积分⎰=1z zdz z e ，从而证明πθθπθ=⎰0cos )cos(sin d e .七、设)(z f 在复平面上处处解析且有界，对于任意给定的两个复数b a ,，试求极限⎰=+∞→--R z R dz b z a z z f ))(()(lim并由此推证)()(b f a f =（刘维尔Liouville 定理）.八、设)(z f 在)1(><R R z 内解析，且2)0(,1)0(='=f f ，试计算积分⎰=+122)()1(z dz z z f z 并由此得出⎰πθθθ202)(2cos d e f i 之值.九、设iv u z f +=)(是z 的解析函数，证明222222222))(1()(4))(1ln())(1ln(z f z f y z f x z f +'=∂+∂+∂+∂.十、若)(22y x u u +=，试求解析函数iv u z f +=)(.第四章 级 数一、选择题：1．设),2,1(4)1( =++-=n n nia n n ，则n n a ∞→lim ( ) （A ）等于0 （B ）等于1 （C ）等于i （D ）不存在2．下列级数中，条件收敛的级数为( )（A ）∑∞=+1)231(n ni （B ）∑∞=+1!)43(n n n i（C ） ∑∞=1n nni （D ）∑∞=++-11)1(n n n i3．下列级数中，绝对收敛的级数为( )（B ） ∑∞=+1)1(1n n in（B ）∑∞=+-1]2)1([n n n i n (C)∑∞=2ln n nn i （D ）∑∞=-12)1(n nn n i 4．若幂级数∑∞=0n n nz c在i z 21+=处收敛，那么该级数在2=z 处的敛散性为( )（A ）绝对收敛 （B ）条件收敛（C ）发散 （D ）不能确定 5．设幂级数∑∑∞=-∞=01,n n n n nn znc z c 和∑∞=++011n n n z n c 的收敛半径分别为321,,R R R ，则321,,R R R 之间的关系是( )（A ）321R R R << （B ）321R R R >> （C ）321R R R <= （D ）321R R R == 6．设10<<q ，则幂级数∑∞=02n n n z q 的收敛半径=R ( )（A ）q （B ）q1（C ）0 （D ）∞+ 7．幂级数∑∞=1)2(2sinn n z n n π的收敛半径=R ( ) （A ） 1 （B ）2 （C ）2 （D ）∞+8．幂级数∑∞=++-011)1(n n n z n 在1<z 内的和函数为 （A ）)1ln(z + （B ）)1ln(z -（D ）z +11ln(D) z-11ln 9．设函数z e z cos 的泰勒展开式为∑∞=0n n n z c ，那么幂级数∑∞=0n nn z c 的收敛半径=R ( )（A ）∞+ （B ）1 （C ）2π（D ）π 10．级数+++++22111z z z z的收敛域是( ) （A ）1<z （B ）10<<z （C ）+∞<<z 1 （D ）不存在的11．函数21z在1-=z 处的泰勒展开式为( ) （A ）)11()1()1(11<++-∑∞=-z z n n n n（B ）)11()1()1(111<++-∑∞=--z z n n n n（C ）)11()1(11<++-∑∞=-z z n n n （D ）)11()1(11<++∑∞=-z z n n n12．函数z sin ，在2π=z 处的泰勒展开式为( )（A ）)2()2()!12()1(012+∞<--+-∑∞=+ππz z n n n n（B ）)2()2()!2()1(02+∞<---∑∞=ππz z n n n n（C ）)2()2()!12()1(0121+∞<--+-∑∞=++ππz z n n n n（D ）)2()2()!2()1(021+∞<---∑∞=+ππz z n n n n13．设)(z f 在圆环域201:R z z R H <-<内的洛朗展开式为∑∞-∞=-n n nz z c)(0，c 为H 内绕0z 的任一条正向简单闭曲线，那么=-⎰c dz z z z f 20)()(( )(A)12-ic π （B ）12ic π （C ）22ic π （D ）)(20z f i 'π14．若⎩⎨⎧--==-+= ,2,1,4,2,1,0,)1(3n n c nn n n ，则双边幂级数∑∞-∞=n nn z c 的收敛域为( ) （A ）3141<<z （B ）43<<z （C ）+∞<<z 41 （D ）+∞<<z 3115．设函数)4)(1(1)(++=z z z z f 在以原点为中心的圆环内的洛朗展开式有m 个，那么=m ( )（A ）1 （B ）2 （C ）3 （D ）4二、填空题 1．若幂级数∑∞=+0)(n n ni z c在i z =处发散，那么该级数在2=z 处的收敛性为 ． 2．设幂级数∑∞=0n nnz c与∑∞=0)][Re(n n n z c 的收敛半径分别为1R 和2R ，那么1R 与2R 之间的关系是 ． 3．幂级数∑∞=+012)2(n n nz i 的收敛半径=R4．设)(z f 在区域D 内解析，0z 为内的一点，d 为0z 到D 的边界上各点的最短距离，那么当d z z <-0时，∑∞=-=0)()(n n nz z cz f 成立，其中=n c ．5．函数z arctan 在0=z 处的泰勒展开式为 ． 6．设幂级数∑∞=0n nnz c的收敛半径为R ，那么幂级数∑∞=-0)12(n n n nz c 的收敛半径为 ．7．双边幂级数∑∑∞=∞=--+--112)21()1()2(1)1(n n n nnz z 的收敛域为 ． 8．函数zze e 1+在+∞<<z 0内洛朗展开式为 ． 9．设函数z cot 在原点的去心邻域R z <<0内的洛朗展开式为∑∞-∞=n n nz c，那么该洛朗级数收敛域的外半径=R ． 10．函数)(1i z z -在+∞<-<i z 1内的洛朗展开式为 ．三、若函数211z z --在0=z 处的泰勒展开式为∑∞=0n nn z a ，则称{}n a 为菲波那契(Fibonacci)数列，试确定n a 满足的递推关系式，并明确给出n a 的表达式．四、试证明 1．);(11+∞<≤-≤-z ez ee zzz2．);1()1(1)3(<-≤-≤-z z e e z e z五、设函数)(z f 在圆域R z <内解析，∑==nk kk n z k f S 0)(!)0(试证 1．)()(21)(111R r z d z z f iz S n rn n n <<--=+=++⎰ξξξξξπξ.2．)()()(2)((11R r z d z f iz z S z f r n n n <<-=-⎰=++ξξξξπξ）。

复变函数习题答案第4章习题详解

复变函数习题答案第4章习题详解

第四章习题详解1． 下列数列{}n a 是否收敛？如果收敛，求出它们的极限：1) mini a n -+=11； 2) n n i a -⎪⎭⎫ ⎝⎛+=21； 3) ()11++-=n i a n n ；4) 2i n n ea π-=；5) 21i n n e na π-=。

2． 证明：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≠==>∞<=∞→1111110a a a a a a n n ,,,,lim 不存在，3． 判别下列级数的绝对收敛性与收敛性：1) ∑∞=1n nn i ；2) ∑∞=2n nn i ln ；3)()∑∞=+0856n n n i ；4) ∑∞=02n n in cos 。

4． 下列说法是否正确？为什么？1) 每一个幂级数在它的收敛圆周上处处收敛；2) 每一个幂级数的和函数在收敛圆内可能有奇点；3) 每一个在0z 连续的函数一定可以在0z 的邻域内展开成泰勒级数。

5． 幂级数()∑∞=-02n nn z c 能否在0=z 收敛而在3=z 发散？6． 求下列幂级数的收敛半径：1) ∑∞=1n p nn z （p 为正整数）；2)()∑∞=12n n n z n n !；3)()∑∞=+01n n n z i ；4)∑∞=1n n n i z e π；5)()∑∞=-⎪⎭⎫ ⎝⎛11n n z n i ch ； 6) ∑∞=⎪⎭⎫ ⎝⎛1n n in z ln 。

7． 如果∑∞=0n n n z c 的收敛半径为R ，证明()∑∞=0n n n z c Re 的收敛半径R ≥。

[提示：()n n n n z c z c <Re ]8． 证明：如果nn n c c 1+∞→lim 存在∞≠，下列三个幂级数有相同的收敛半径∑n n z c ；∑+++111n n z n c ；∑-1n n z nc 。

9． 设级数∑∞=0n n c 收敛，而∑∞=0n n c 发散，证明∑∞=0n n n z c 的收敛半径为1。

复变函数习题四

复变函数习题四

第四章 级数一、 判断题（1） 幂级数在收敛圆上处处收敛。

（ ） （2） 幂级数的和函数在收敛圆内可能有奇点。

（ ）（3） 如果0z 是f 和g 的极点，则0z 是g f +的极点。

（ ）（4） 如果0z 是f 的本性奇点，为g 的极点，则0z 是g f +的本性奇点。

（ ） （5） 如果0z 是f 的本性奇点，为g 的极点，则0z 是g f ⋅的极点。

（ ）（6） 如果0z 是f 的m 级零点，为g 的n 级极点，m n ≤，则0z 是g f ⋅的可去奇点。

（ ）（7） 如果0=z 是f 的m 级极点，则0=z 是)(2z f 的m 2级极点。

（ ） （8） 若0)(=⎰cdz z f ，则)(z f 在c 内无奇点。

（ ） （9） 存在在原点解析，在n 1处取值为 ,51,0,31,0,1的函数。

（ ） 一、选择题：1．设),2,1()1(22=-+-=n n ia nn ，则n n a ∞→lim ( ) （A ）等于0 （B ）等于2- （C ）等于i 2- （D ）不存在2．下列级数中，条件收敛的级数为( )（A ）∑∞=+1)231(n n i （B ）∑∞=+1!)43(n nn i （C ） ∑∞=1n n n i （D ）∑∞=++-11)1(n n n i3.设函数z e ztg 的泰勒展开式为∑∞=0n nn zc ，那么幂级数∑∞=0n nnz c的收敛半径=R ( )（A ）∞+（B ）1（C ）2π（D ）π 4．级数+++++22111z z z z的收敛域是( ) （A ）1<z （B ）10<<z （C ）+∞<<z 1（D ）不存在的5．函数21z在1-=z 处的泰勒展开式为( ) （A ）)11()1()1(11<++-∑∞=-z z n n n n（B ）)11()1()1(111<++-∑∞=--z z n n n n（C ）)11()1(11<++-∑∞=-z z n n n （D ）)11()1(11<++∑∞=-z z n n n6．0=z 是函数zz 1sin2的( )奇点（A ）可去奇点 （B ）极点 （C ）本性奇点（D ）非孤立奇点 7．设函数)1(1)(2+=z z z f 在以i 为中心的圆环内的洛朗展开式有m 个，那么=m ( )（A ）1（B ）2 （C ）3（D ）48．设0z 是)(z f 的m 级极点，则0z 是)(z f '的（ ）级极点(A)m （B ）1+m （C ）1-m （D ）m1 9．设0=z 为函数22)2cos 2(1z z +-的m 级极点，那么=m ( ) （A ）8 （B ）6 (C)4 （D ）210.∞=z 是函数3211z z +的（ ）奇点 （A ）可去奇点 （B ）极点 （C ）本性奇点 （D ）非孤立奇点二、填空题 1．若幂级数∑∞=+0)(n n ni z c在i z =处发散，那么该级数在i z -=2处的收敛性为。

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