1复数和平面点集
基础知识,非重点,答案略.
2复变数函数
- 1.
记,则. 再设,则.
- (1)
. 此时该曲线为以为圆心、为半径的圆周.
- (2)
. 此时该曲线为实轴.
- (3)
. 此时该曲线为直线.
- (4)
. 此时该曲线为以原点为圆心、为半径的圆周.
- (5)
这里不好直接消元,可逆向变换:,则
即
此时该曲线为以为圆心、为半径的圆周.
- (1)
- 2.
取路径,则时,,因此与的取值相关,极限不存在,故在处不连续.
- 3.
记,则
因此当即时,不等号右侧为,即,即.
- 4.
- (1)
,即,显然对不满足C-R方程,在全平面处处不可导.
- (2)
,即,显然对不满足C-R方程,在全平面处处不可导.
- (3)
,即,注意到
即满足C-R方程当且仅当同时成立. 但时,无定义且在该处不连续,故在全平面处处不可导.
- (1)
- 5.
- (1)
,由C-R方程得,可导时. 但在的邻域内不可导,因此在全平面都不解析.
- (2)
- i.
时,,由C-R方程,可导时
从中解得,但在原点附近不可导,因此在处不解析.
- ii.
时,为幂函数,显然解析.
- iii.
时,由于在上的点的邻域中的部分不解析,因此在处必然不解析.
综上,的解析区域为.
- i.
- (1)
- 6.
- (1)
,则
对成立,因此在全平面上解析.
- (2)
,则
对成立,因此该函数在全平面上解析.
- (3)
,则
对成立,因此该函数在全平面上解析.
- (1)
- 7.
注意到时,
等式两端同时取,由于在解析,故
- 8.
- (1)
由C-R方程,,则
因此,亦即.
- (2)
由于均解析,由C-R方程,
从中解得各偏导数均为0,同样有.
- (3)
时,由C-R方程知的各偏导数均为0,则,进而.
- (4)
同上一条.
- (5)
,两端分别对求偏导,约分得
联立C-R方程,消去的各偏导得
当时,显然为常数; 否则从中解得,同理,进而.
- (6)
记,则,其中,将其代入C-R方程:
从中解得; 特别地,若即,则,由C-R方程知. 因此无论取何值,均有.
- (1)
- 9.
由链式法则,
而同理. 由C-R方程,
注意到
并且有任意阶导数,对于,由C-R方程,
因此
- 10.
极坐标下,,因此
利用C-R方程:
因此取,,即
代入坐标变换后的C-R方程:
- 11.
- (1)
在有定义点均解析,因此只需要除去无定义点:,其微商
- (2)
同上,显然该函数在有定义点解析,无定义点:,即
其微商:
- (1)
- 12.
显然多项式函数在内解析,下证该映照为一一映照: 对,其对应函数值分别为,则
当时,要求或. 若为第一种情况,则已得证; 若为第二种情况,注意到,即,即第二个等式不可能成立. 综上,当且仅当,因此该函数为从到的单叶映照.
- 13.
的两个单值连续分支:,具体为:
由题意,,此时,因此取. 故
进而
- 14.
注意到可分解成:
因此在点附近绕行一圈,函数值均会发生改变(具体为其一辐角增加),故均为支点,算上,共5个支点. 现在全平面作一闭合回路,则其与必然同时被包含或不被包含,因此辐角会增加或,函数辐角增加或,相当于函数值不变. 记该函数为,那么定义在角域内的均为单解析分支. 取的分支,可得在处取正值的单解析分支为.
- 15.
仿照上一问,该函数有共三个支点,则在线段外部旋转一圈,的辐角增加,相当于函数值不变,因此定义在角域的均为单解析分支. 那么
- 16.
含形式的函数极限,通常取并分别令加以反证1.
- (1)
令,则时,; 时,. 两者不相等,故极限不存在.
- (2)
令,则时,且. 令,则时,
再令,则时,
可见两者不相等,原极限不存在.
- (3)
令,则时,; 时,. 两者不相等,故极限不存在.
- (1)
- 17.
取,其中可从取到,那么,则
对任意取定的,当时,,此时; 当时,,即. 特别地,当时,,代入得
因此时,. 综上,.
- 18.
- (1)
,因此
- (2)
.
- (3)
.
- (1)
- 19.
- (1)
奇点:,即解析区域为,该函数微商
- (2)
奇点:,即解析区域为
该函数微商
- (3)
奇点:,即解析区域,该函数微商
- (1)
- 20.
- (1)
由定义,
- (2)
由定义,
- (3)
记,则,解得2
- (1)
- 21.
记,则
因此,
- 22.
记,则
因此当时,其虚部
即或.
- 23.
- (1)
.
- (2)
.
- (3)
, .
- (4)
, , .
- (5)
, , .
- (6)
记,则,即
后同,故略去.
- (1)
- 24.
不一定相等,例如取,记,那么
可见两者不相等.
3解析函数的积分表示
- 1.
上的参数方程为,
- (1)
从到0,因此
- (2)
从到,因此
- (3)
从0到,因此
- (1)
- 2.
- (1)
参数方程:,因此
- (2)
参数方程:,从到,因此
- (3)
参数方程:,从到,因此
- (1)
- 3.
- (1)
代入,得
- (2)
注意到,则
- (1)
- 4.
仅在上变动,虚部恒为1,因此
- 5.
由于奇点位于闭路围成的闭区域外,且在此区域内解析,故由柯西积分定理,
注意到在此闭路上参数方程为,从0到,因此
代入,则有
- 6.
- (1)
.
- (2)
勘误:依答案此题上限应改为“1”而非“i”,但此处按原题干进行计算. .
- (3)
.
- (1)
- 7.
构造. 由题设条件,对,总,当时,,故当时,
因此.
- 8.
记,那么,由上一题结论,
- 9.
记,由柯西积分公式,
设,则
代入,得
- 10.
的奇点为,那么
- (1)
记,由柯西积分公式,
- (2)
记,由柯西积分公式,
- (3)
将其因式分解,结合柯西积分公式可得
另解 利用柯西积分定理,取附近极小且路径沿正向的圆周,则
- (1)
- 11.
分如下两种情况讨论:
- (1)
时,函数只有奇点,则记,
- (2)
时,函数有奇点,则将其因式分解,得
另解 由柯西积分定理,取附近充分小且路径沿正向的圆周,则
综上,该积分值为零.
- (1)
- 12.
- (1)
奇点,记,则
- (2)
奇点,则
另解 由柯西积分定理,取附近充分小且路径沿正向的圆周,则
- (1)
- 13.
- (1)
时,其为所包围的闭域内的奇点,由柯西积分公式,
- (2)
时,所包围的闭域内无奇点且被积函数在此闭域内解析,由柯西积分定理,.
- (1)
- 14.
记,由柯西积分公式,
- 15.
注意到,因此
注意到有这个零点,则
因此,此即多项式函数的零点个数3.
- 16.
假设存在这样的,当其在闭圆内解析时,以为绕边界的正向路径,由柯西积分定理,
又其在上的值为,因此
两个积分值不同,矛盾,故假设不成立,这样的并不存在.
- 17.
分两种情况讨论:
- (1)
当时,对,总,当时,满足. 现作以以点为圆心、充分大的为半径4的正向圆周,记,由柯西积分公式,
- (1)
- 18.
当在内无零点时,函数在内同样解析且不恒为常数,由最大模原理,的最大值不可能在内取到,即的最小值不可能在内取到.
- 19.
反证法. 假设在内无零点,同时在内解析(必然连续),由上一问,的最小值只可能在边界上取到,但对任一边界上的点,都有,两者矛盾. 故假设不成立,在内至少有一个零点.
- 20.
对,总在内解析. 当时,记,则
又因为,故在内至少有一个零点. 考虑到任取,故在全平面上至少有一个零点.
4调和函数
- 1.
由题意,
由于是调和函数,故
即满足关系.
- 2.
设. 由于解析,故均为调和函数,那么
- (1)
记,并改记,则
利用C-R方程可得
并代入,可得
因此为调和函数.
- (2)
直接验证:
- (1)
- 3.
由题意,,则
- (1)
对于,
由于不恒为常数,故不恒为,即不恒为0,不是调和函数.
- (2)
当是调和函数时,
由上一问可知,不恒为0,因此等式成立当且仅当,积分得
其中为由初始条件确定的常数,即要求是一次函数.
- (1)
- 4.
设,由题意,解析.
- (1)
先验证为调和函数:
故,即为调和函数. 由C-R方程,虚部各偏导
代入初始条件,积分得
因此
- (2)
先验证为调和函数:
故,即为调和函数. 由C-R方程,虚部各偏导
代入初始条件,积分得
因此
- (3)
先验证为调和函数:
故,即为调和函数. 由C-R方程,实部各偏导
代入初始条件,积分得
因此
- (1)
- 5.
由于在全平面有界且调和,那么可确定唯一的解析函数,满足. 利用指数函数性质,构造函数,由于有界,即,使得,故
即在全平面同样有界. 由Liouville定理,为常数,即为常数.
5解析函数的级数展开
- 1.
- (1)
注意到
而数项级数收敛,故绝对收敛.
- (2)
由于,故必定非0,因此发散.
- (3)
当时,级数发散; 当时,级数. 由Leibniz判别法,该交错级数收敛.
- (1)
- 2.
- (1)
注意到时,
而数项级数收敛,由Weierstrass判别法,原级数在上绝对一致收敛.
- (2)
- i.
当时,
而数项级数收敛,由Weierstrass判别法,原级数绝对一致收敛.
- ii.
当时,考虑该级数的部分和:
可见逐点收敛于. 假定一致收敛于,即对于,总,使得当时,满足
另一方面,可取,使得
即所选择的不能任意小,两者相矛盾,因此假设不成立,即级数在上不一致收敛.
- i.
- (1)
- 3.
- (1)
函数的唯一奇点为,因此收敛域为.
- (2)
函数无奇点,收敛域为全平面,代入的Taylor展开式得
- (3)
函数无奇点,收敛域为全平面,直接展开:
- (4)
函数无奇点,收敛域为全平面. 考虑,得
两式相加除以2得
- (5)
函数奇点为,因此收敛域为,分解后展开:
- (6)
函数无奇点,收敛域为全平面,利用倍角公式,
- (7)
函数奇点为所有使的点,即,解得. 注意到,因此收敛域为. 设
由于题目只要求写出前四项5,并且的Taylor级数在此收敛域内均一致收敛,那么
对应系数解得,因此
- (8)
函数有唯一奇点,因此收敛域为. 注意到的Taylor级数一致收敛于其本身,利用导数展开:
- (9)
函数无奇点,收敛域为全平面,注意到
并且的Taylor级数一致收敛于其本身,故
- (10)
由于在全平面无奇点,且
可见在全平面也解析,收敛域为全平面,因此
- (1)
- 4.
注意到
对比系数可知,. 又因为有两个1级极点,而,因此的收敛半径.
- 5.
- 6.
构造复数,那么,且
而.
- (1)
取其实部:
- (2)
取其虚部:
- (3)
对在上积分得
对在上积分得
两式相加得
代入,整理得
另解 注意到待证条件中若从1开始求和,则实为,利用和角公式,
等式两端对在上积分,可得
因此
- (1)
- 7.
利用指数函数的Taylor展开,
综上,
- 8.
设具有级零点,则在点解析且非零,且使得
那么
当时,由Leibniz公式,
因此
- 9.
由题意,总在点解析且非零,则有
- (1)
代入得
可见解析且非零,故具有阶零点.
- (2)
代入得
注意到
因此当时,具有阶零点; 当时,由于可能出现的情况,因此具有不少于阶的零点.
- (3)
代入得
显然,故具有阶零点. 特别地,当时,为其可去奇点.
- (1)
- 10.
- (1)
由题意,
- (2)
考虑在附近的Taylor展开:. 令,则该函数的Laurent级数为
- (1)
- 11.
首先将该函数展开成的形式.
- (1)
时,
因此
- (2)
时,
因此
- (3)
当时,
因此
- (4)
时,
因此
- (5)
时,
因此
- (6)
时,
因此
- (7)
时,
因此
- (1)
- 12.
- (1)
在附近的Laurent展开式为
当为本性奇点时,; 当为级极点时,,且当时,; 当为可去奇点时,. 记在附近展开的Laurent级数的收敛半径为,那么当时,,收敛域为; 当时,,收敛域为; 当时,,收敛域为.
- (2)
当为平面上其他点时,可在点作Taylor展开:
其中收敛半径,则收敛域为.
- (1)
- 13.
- (1)
变形得,而,因此均为1级极点.
- (2)
奇点满足,即. 记,则为的1级零点,因此为的1级极点.
- (3)
奇点为,将函数在附近作Laurent展开:
可见展开式的主要部分有无穷多项,因此为其本性奇点.
- (4)
奇点为,记,则
因此为的1级零点,故为的1级极点.
- (5)
奇点为,取,则
而后者极限不存在,故极限必然不存在,为其本性奇点.
- (6)
奇点为,又因为
因此在附近,
即为其可去奇点,而其余由第(4)小问结论可知为1级极点. 取,则
因此极限不存在,故时其极限必然不存在. 综上,分别为其可去奇点、本性奇点、1级极点.
- (7)
奇点为,注意到
因此在附近,
故为其1级极点. 由于,分别为其3级、2级极点.
- (8)
,因此奇点为
记,那么
因此若,则均为其2级极点; 若为其他取值,则均为其1级极点.
- (9)
奇点为,将在附近作Taylor展开:
因此若,则,即; 若,则时,即; 若,则存在的负幂次项,负幂次最高为,此时为其级极点. 综上,若,则为其可去奇点; 若,则为其级极点.
- (1)
- 14.
- (1)
由于,因此为的可去奇点.
- (2)
取,则
因此极限不存在,故必然不存在,为其本性奇点.
- (3)
由于,因此为的可去奇点.
- (4)
将其在范围内作Laurent展开,得
可见无论取何值,当时,该函数的展开式总有无穷多个正幂次项,因此为其本性奇点.
- (5)
令,那么; 而为的3级极点,故为的3级极点.
- (6)
由于,因此为的可去奇点.
- (7)
由于,因此为的可去奇点.
- (8)
由于在的任一邻域内,均存在奇点,因此为的非孤立奇点.
- (9)
令,则
因此不存在,为其本性奇点.
- (1)
- 15.
由题意,在点解析且,并且
- (1)
若,则
显然在处非零,故为其级极点; 时同理. 而当时,可能被整除,为的至多级极点. 综上,当时,为的级极点; 当时,为的至多级极点或可去奇点或解析点.
- (2)
,显然且在附近解析,故为其级极点.
- (3)
当时,
显然在处非零且在其附近解析,故为的级极点. 当时,,即
此时为的可去奇点.
- (1)
- 16.
参考教材P101的例17.
6留数及其应用
- 1.
- (1)
为其1级极点,那么
- (2)
奇点满足,故为其1级极点,
- (3)
为其1级极点,那么
- (4)
为其4级极点,那么
- (5)
,因此均为其3级极点,那么
- (6)
为其级极点,那么
- (7)
分别为其级极点,那么
- (8)
注意到
因此原函数可写为
分别为其2级、级极点,那么
- (1)
- 2.
- (1)
记,则,其收敛域为,那么在收敛域内的Laurent展开式为
其中为区域内任一包含原点且取正向的闭路,因此
注意到换元时路径方向反向6,那么
因此当恰为在无穷远处的留数的相反数,即
- (2)
取一条包含的闭路,结合留数定理,
- (3)
对于函数,由上一问结论,
对于函数,将其在附近作Laurent展开,得、
由第一小问结论,两者的均为1,因此
- (4)
注意到
即其在附近的Laurent展开式中的系数为0,故
由上一问结论及积分的可加性,
- (1)
- 3.
- (1)
圆,因此均在所包围的区域内7,分别为函数的2级、1级极点,而并非奇点. 由留数定理,
- (2)
圆,因此函数在全平面的奇点中,位于所包围的区域内,且为1级极点. 由留数定理,
- (3)
此函数在全平面的奇点有,且.
- i.
时,此函数在包围的域内解析,由Cauchy积分定理,
- ii.
时,均为其1级极点,为其2级极点,那么
综上,
另解 时,记正向闭路,其中,那么由复闭路的Cauchy积分定理,
将被积函数在内作Laurent展开:
可见,因此,即
- i.
- (4)
均为其在所围成的闭域内的1级极点,因此
- (5)
均为其在所包围的闭域内的2级极点,而不在此内,由留数定理,
- (1)
- 4.
- (1)
记,则. 记正向闭路,那么
由于,故
因此为所包围的区域内的1级极点,故
- (2)
记,正向闭路,那么
- i.
当时,为被积函数在所包围的区域内的1级极点,那么
- ii.
当时,为被积函数在所包围的区域内的1级极点,那么
- iii.
当时,
综上,
- i.
- (3)
令,则,且
记正向曲线,因此
可见被积函数奇点为
又因为
因此在所包围的区域内,为奇点,而并非奇点,由留数定理,
- (4)
记,那么
记,正向曲线,那么
- i.
时,闭路上,因此被积函数在全平面的奇点均位于所包围的区域外,而为其1级极点,由留数定理,
- ii.
时,闭路上,因此在所包围的区域内具有奇点,且均为1级极点,由留数定理,
综上,
- i.
- (1)
- 5.
- (1)
记,则
那么
- (2)
记,则
那么
- (3)
记,则
注意到为偶函数,那么
- (1)
- 6.
- (1)
引入辅助函数,其中比高1次. 又因为被积函数为偶函数,那么
- (2)
引入辅助函数,其中比1高3次. 又因为被积函数为偶函数,那么
- (3)
引入辅助函数,其中比高1次. 又因为被积函数为偶函数,那么
- (4)
引入辅助函数,其中比1高3次,那么
- (5)
引入辅助函数,其中比1高2次. 又因为被积函数是偶函数,那么
- (6)
将原积分改写为
故引入辅助函数,其中比1高2次. 又因为被积函数是偶函数,那么
注对于函数在上的积分,可令. 由于
分别由引理1和约当引理,可得
- (7)
利用提示,引入辅助函数. 注意到
因此实际上为的可去奇点. 考虑由围成的正向复闭路,上述四条路线依次记为,那么
当在上时,,由长大不等式,
因此在上的积分值当时为零. 同理,在上的积分值当时同样为零. 对于在上的积分,,
综上,积分值为
- (1)
- 7.
- (1)
引入辅助函数,可见在正实轴上无奇点,且
那么
并且
因此
- (2)
记.
注意到的多值性,取正实轴为支割线,在上岸,在下岸. 取闭路为:从正实轴上岸点到点,再沿(正向)从正实轴上岸到下岸,接着从下岸点到点,最后沿(反向)回到起点,那么在围成的闭路内仅有一个3级奇点,从而
由于
因此有
即,由引理1、2得
代入最初的方程并令,得
对比等式两端虚部得
- (3)
记,取闭路为:从点到点,再经(正向)到达点。然后从点到点,最后经(反向)回到起点,且,则在闭路所包围的区域内仅有一个1级极点,那么
注意到
即,由引理1、2得
代入最初的方程并令,得
对比等式两端实部得
- (1)
- 8.
- (1)
记,那么在上
而在内无零点,由Rouch定理,在内无零点.
- (2)
记,那么在上
而在内仅有一个5级零点,由Rouch定理,在内有5个零点.
- (3)
记,那么在上
而在内仅有一个1级零点,由Rouch定理,在内仅有一个零点.
- (4)
记,那么在上
而在内仅有一个级零点,由Rouch定理,在内有个零点.
- (1)
- 9.
将区域分成两部分讨论:
- (1)
在上,令,则
而在内仅有一个1级零点,由Rouch定理,在内仅有1个零点. 在上,令,则
而在内仅有一个4级零点,由Rouch定理,在内有3个零点. 综上,在内共有个根.
- (2)
将方程改写,则记. 对于足够大的,取闭路为:从沿逆时针到达点,再从沿虚轴返回起点. 在上,
在虚轴上,,那么
即在上总有,而在所围成的区域内仅有一个1级零点,由Rouch定理,令,在右半平面内仅有一个零点. 对于函数,考虑到
由零点存在定理,,使得. 可见在实轴上有零点. 由零点的唯一性,在右半平面内唯一的一个根为此实根.
- (1)
- 10.
记多项式函数,则. 现研究
其中零点为,零点为. 当从到时,
的变化趋势如下表:
可见在从到的过程中绕原点转了圈,因此在左半平面共有个零点.
7解析开拓
- 1.
与唯一性定理并不矛盾. 记,由题意可知,
但,此极限值并不在内,因此无法使用唯一性定理证明.
- 2.
- (1)
a
- (2)
假定存在函数,使得
记,则,但极限值并不在的解析域上,因此无法利用唯一性定理证明,即假设不成立,不存在这样的函数.
- (3)
a
- (4)
取. 假设存在这样的,使得
并且极限值在的解析域内,由唯一性定理,.
- (1)
8保形变换及其应用
- 1.
- (1)
转动角,伸张系数.
- (2)
转动角,伸张系数.
- (3)
转动角,伸张系数.
- (4)
转动角,伸张系数.
- (1)
- 2.
- (1)
伸张系数,则的部分被放大,的部分被缩小.
- (2)
伸张系数,则的部分被放大,的部分被缩小.
- (3)
伸张系数,则的部分被放大,的部分被缩小.
- (1)
- 3.
- (1)
设,那么的长度为
- (2)
结合上一问结论的长度为
- (1)
- 4.
设,那么由C-R方程,
因此区域的面积为
当且积分区域时,区域的面积为
- 5.
设各圆周方程为,且相切于原点. 对这样的圆,总可以选取实轴方向使得的圆心在实轴上,且位于上半平面. 不妨设,则规定实轴方向为从圆心指向圆心,那么两者方程简化为
对于,代入变换得
整理得,即. 类似地,经变换得. 注意到,因此的圆内域分别变为区域. 对于,其圆心满足方程
设,代入上述方程组解得
代入变换,的方程可写为. 令,可得
因此整理得经变换得的方程:
注意到当或时,,可见仍保持相切. 又因为待求区域为圆外域交集中不含点的区域,而,并且的点在所包围的圆的外部区域. 因此的圆内域变换为的圆内域:
综上,这三个圆的边界围成的封闭图形的外部区域即三个圆外域的交集中包含点的连续区域. 因此,在的变换下,其形状为一半无限长且端口为一内凹的半圆的区域,在此坐标轴选取下,其可表示为
- 6.
利用公式
- (1)
取,那么方程变为
从中解得分式线性变换为
- (2)
取,那么方程变为
从中解得
- (3)
取,那么方程变为
从中解得
- (1)
- 7.
平面内区域边界为实轴,显然为关于边界的对称点,且,因此,变换可写为
而在变换后得到的圆的边界上,
因此,即. 又因为
从中解得,因此最终得到线性变换.
- 8.
由题意,关于圆的对称点位于正实轴上,且有模长关系:,即. 而在平面上,0关于圆的对称点为,因此
那么分式线性变换可写为,且要求当时,
因此. 又因为
因此,即,分式线性变换为.
- 9.
由题意,,那么,因此设分式线性变换为
注意到时,,即,因此
因此. 对上述分式线性变换两端关于求导,得
- (1)
当时,,
- (2)
当时,
因此,即,分式线性变换为
- (1)
- 10.
- (1)
在边界上,,因此或. 再考虑. 这里希望经变换后,
结合前两式,可得变换. 取,且
那么,由线性变换的保角性,经变换
后得到的区域是角域,因此通过指数变换
- (2)
a
- (3)
两个圆域边界交点分别为,两圆周在该点交角恰为,那么作变换
此时变为0,变为,由保角性,其形成一个角域. 考虑圆周上一点变换为
因此该段变换后变成射线,另一段变为射线,因此二次变换
将角域中辐角小的一边与实轴正向重合,最后经变换
得到上半平面.
- (4)
两圆周与实轴的交点分别为,其中为其公共交点. 设作线性变换后,
因此可取线性变换为,则变为. 由保角性,射线与从原点到的两条射线交角均为,因此变换后的区域为角域
因此为得到上半平面,作旋转变换
- (5)
考虑圆周与实轴的交点,其中为公共交点. 设线性变换将分别变为,因此可取线性变换
此变换将变为,由保角性,射线为平角角域平分线,因此角域为
因此为得到上半平面,作旋转变换
- (1)
- 11.
- (1)
先将该角域映照为上半平面,可作变换. 然后经线性变换得单位圆,不妨设,那么,线形变换可取
- (2)
a
- (3)
先作变换将第一象限变为上半平面. 记,则在此变换下,
现考虑分式线性变换,使得上半平面变为上半平面,且满足
由于,不妨取均位于实轴上,因此分式线性变换为
整理可得
- (4)
该区域为,先作变换,将其变为上半单位圆域:
设线性变换将分别映照为,则可取线性变换
此线性变换将映照为,由保角性,此时角域为
因此最后作变换得到上半平面:
- (1)
9拉氏变换
- 1.
- (1)
.
- (2)
.
- (3)
.
- (4)
.
- (5)
.
- (6)
.
- (7)
由位移定理,.
- (8)
.
- (9)
由位移定理,.
- (10)
.
- (11)
由位移定理,.
- (12)
由本函数的微分法及位移定理,
- (13)
由位移定理,.
- (14)
由本函数的积分法及位移定理,
- (15)
记,由卷积定理,
- (16)
记,由卷积定理及位移定理,
- (17)
由延迟定理,.
- (18)
由延迟定理,.
- (1)
- 2.
a
- 3.
- (1)
,因此像函数.
- (2)
,因此像函数.
- (3)
,因此像函数
- (4)
,因此像函数
- (5)
,因此像函数.
- (1)
- 4.
a
- 5.
本题中四个函数均为周期函数.
- (1)
周期为,本函数,因此其像函数为
- (2)
周期为,本函数,因此其像函数为
- (3)
周期为,本函数 因此其像函数为
- (4)
周期为,本函数,因此其像函数为
- (1)
- 6.
由拉式变换的线性性及位移定理,
- 7.
- (1)
.
- (2)
.
- (3)
.
- (4)
.
- (5)
.
- (6)
.
- (7)
先将拆分,再分别将和拆分,得
- (8)
由位移定理,
- (9)
由位移定理,
- (10)
.
- (11)
由卷积定理,
- (12)
将分母拆解成二次项:
- (13)
仿照上一问的解法,
- (14)
由位移定理,.
- (15)
由像函数的微分法及位移定理,
- (16)
.
- (17)
由延迟定理,对应将的本函数中换成,因此
- (18)
由延迟定理,将的本函数中换成,因此
- (19)
由延迟定理,.
- (20)
将在附近展开,得,由拉式变换的线性性与延迟定理,
- (1)
- 8.
以下均记.
- (1)
,那么原方程变为
因此,故
- (2)
,那么原方程变为
因此,故
- (3)
,那么原方程变为
因此,故
- (4)
,那么原方程变为
因此,因此
- (5)
,那么原方程变为
因此,故
- (6)
,那么原方程变为
因此,故
- (7)
,那么原方程变为
因此,因此
- (8)
,那么原方程组变为
因此,故
- (9)
,那么原方程组变为
因此,故
- (10)
,那么原方程组变为
因此,故
- (1)
- 9.
记,且,那么原方程变为
因此,结合卷积定理,
- 10.
记,由卷积定理,原方程变为
因此,故
A要点
- 1.
利用(或)求解(或)以构造时,要先证明是调和函数.
- 2.
展开成幂函数时要写收敛域.
- 3.
判定奇点时,可利用的零点类型判定.
- 4.
对于1级极点,可利用.
- 5.
对于与应该用还是型积分的方法,判断依据是:看是否为偶函数,即是否有偏心. 若无偏心,为偶函数,则用前者; 否则用后者,此时应构造函数.