1-1 Высшая математика / visshaya_matematika_chast_IV
.pdf§2. Індивідуальне завдання 5.2 |
201 |
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3. |
f |
(z) = |
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z |
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, 1 |
< | z | < 2 . |
|||||
|
(z +1)(z + 2i) |
|||||||||||||||||||
|
+∞ |
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x sin xdx |
|
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|||||||||
5. |
∫ |
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. |
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||
|
(x |
2 |
+1) |
2 |
|
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||||||||
|
−∞ |
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Варіант №16 |
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1. V (x, y) = |
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x |
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, f (i) |
= 1 . |
||||||||||
x2 + y2 |
||||||||||||||||||||
|
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1 |
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|||
3. |
f (z) = |
|
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, 1 < | z | < +∞ . |
||||||||||||||||
z2 + iz |
||||||||||||||||||||
|
+∞ |
|
|
x2 cos x dx |
|
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|||||||||||
5. |
∫ |
|
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|
. |
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|||
|
x |
4 |
+10x |
2 |
+ |
|
9 |
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|||||||||||
|
−∞ |
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|||||||||
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Варіант №17 |
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1. |
U (x, y) = x2 + y2 + xy, |
f (0) = 0 . |
1
4. ∫ e z+1 dz .
z =2
2. |
|
∞ |
(1− i)2n |
|
+ ∞ |
(z + i)n tg |
n |
. |
||||
∑ |
|
|
|
|
n |
|
|
|||||
|
(z + i) |
|
∑ |
|
n |
|||||||
|
n=1 |
|
|
n=0 |
3 |
|
||||||
4. |
|
|
∫ |
ez |
+1 |
dz . |
|
|
||||
|
|
|
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|
|
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|||||
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|
z−0,5 |
|
=1 z(z −1) |
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|||||
|
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|
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|
1 |
+ |
1 |
n |
|
|
|
|
|
|
∞ |
|
|
|
|
∞ |
(z + 2i) |
n |
|||
2. |
∑ |
|
|
|
n |
∑ |
|
|
. |
||
n=1 (z |
+ 2i)n |
+ |
n=1 |
n 4n |
|
||||||
|
|
|
|
3. |
f (z) = |
|
|
|
1 |
|
|
, 1 |
< | z | < +∞ . |
4. ∫ |
|
z3 − 3z2 +1 |
dz . |
|
|
||||||||||||||||
|
z |
3 |
+ z |
2 |
|
2z |
4 |
|
|
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|||||||||||||||||||
|
2π |
|
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|
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|
z |
=1 |
|
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||||||
|
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|
|
|
|
dt |
|
|
|
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|
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|
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|
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||
5. |
∫ |
|
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|
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|
|
. |
|
|
|
|
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|
|
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||
3 + 2 |
|
|
2 sin t |
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|||||||||
|
0 |
|
|
|
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|
|
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||||||||
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Варіант №18 |
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1. |
V (x, y) = x3 − 3xy2 , |
f (0) = 5 . |
2. |
|
∞ |
|
cth n |
|
+ |
∞ |
(z − 2)n |
. |
|||||||||||||||||||
∑ |
|
|
n |
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(z − 2) |
∑ |
n=0 (1− 3i) |
n |
||||||||||
|
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|
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|
|
|
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|
n=1 |
|
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||||||||
3. |
f (z) = |
|
|
1 |
|
|
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|
, 0 |
< | z − 3i | < 5 . |
|
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||||||
z2 − iz + 6 |
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|
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|||||||||||||||
4. |
∫ (12z5 + 4z3 +1) dz , де С– відрізокпрямої, щоз’єднуєточки1 та i. |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
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|
+∞ |
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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||
5. |
∫ |
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|
. |
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|||
|
(x |
2 |
+1) |
4 |
|
|
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|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
||||||
|
−∞ |
|
|
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202 |
Глава 5. Функції комплексної змінної. Операційне числення |
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Варіант №19 |
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1+ |
1 |
n |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
∞ |
|
|
|
|
|
∞ |
(z + 2) |
n |
|||||
|
|
n |
2 |
|
|||||||||||
1. U (x, y) = 3x2 y − y3 , f (0) = 0 . |
2. |
∑ |
|
|
|
|
+ |
|
|
. |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
||||||
|
|
|
(z + 2) |
n |
∑ |
n=1 |
n |
n |
|||||||
|
|
n=1 |
|
|
|
|
3 |
|
|
3. |
f (z) = |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
, 0 < | z − 8 | < 1 . 4. |
||||
z2 −15z + 56 |
|
|||||||||||||
|
+∞ |
cos 2x − cos x |
|
|
|
|
|
|||||||
5. |
∫ |
|
|
|
|
|
|
|
|
dx . |
|
|||
(x |
2 |
+1) |
2 |
|
|
|||||||||
|
−∞ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Варіант №20 |
||
1. |
V (x, y) = x3 + 6x2 y − 3xy2 − 2 y3 , |
f (0) = |
||||||||||||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∞ |
cos |
|
|
+ ∞ |
(z − 3i)n |
. |
|
||||||
2. |
n |
|
||||||||||||
∑ |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
(z − 3i)n |
∑ |
(n +1) 2n |
|
||||||||||
|
n=1 |
|
n=0 |
|
||||||||||
3. |
f (z) = |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
, 0 < | z − 4i | < 2 . |
|||
z2 −10iz − 24 |
||||||||||||||
4. |
∫ z3ez4 dz , де L – ламана ABC, |
zA = i, |
∫
z−1,5 =2
0 .
zB = 1,
z (sin z + 2) dz . sin z
zC = 0 .
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
2π |
|
|
dt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
5. |
∫ |
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|||
5 − 4sin t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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Варіант №21 |
|
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|
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|
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|
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|
|
1. W = ez2 . |
|
|
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|
|
|
|
2. |
∞ |
|
|
ch n |
+ ∞ |
|
(z + i)n |
. |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
∑ |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(z + i)n |
|
∑ |
n=0 (n2 +1) 5n |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
3. |
f (z) = |
|
|
z + 2 |
|
, 4 < | z | < 5 |
. 4. |
|
∫ |
|
ez dz |
. |
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
z |
− z − |
20 |
|
|
|
z−3 |
|
=0,5 |
sin z |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
+∞ |
|
|
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
5. |
∫ |
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
(x |
2 |
+ |
9) |
2 |
(x |
2 |
+ 4) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
−∞ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
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|
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|
Варіант №22 |
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∞ |
|
tg |
|
1 |
|
|
|
|
+ ∞ |
(−1)n (z − 2)n |
|
||||
1. W = z Im z . |
|
|
|
|
|
2. |
|
3n − 2 |
|
. |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
∑ |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(z − 2) |
n |
∑ |
(n + 2) |
|
n |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n=1 |
|
|
|
|
|
|
n=0 |
3 |
|
§2. Індивідуальне завдання 5.2 |
203 |
|
|
3. |
|
f (z) = |
|
|
|
|
|
2z − 8 |
|
|
|
, |
0 < | z − 5 | < 2 . |
4. ∫ |
|
|
4z3 + |
3z2 − 2z +1 |
dz . |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
z |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2z |
2 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− 8z +15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z |
|
= |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
+∞ |
|
|
|
x sin (x 2) dx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
5. |
|
∫ |
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
(x |
2 |
|
+1)(x |
2 |
+ 9) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
−∞ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
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|
|
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|
Варіант №23 |
|
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|
|
||||
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|
|
|
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|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∞ |
|
|
|
sh n |
|
|
|
|
∞ |
|
|
|
(n +1)(z |
− 3i)n |
||||||||||||||
1. |
W = z2 cos z . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. ∑ |
|
|
|
|
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+∑ |
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. |
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(z − |
3i) |
n |
n=0 |
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5 |
n |
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n=1 |
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||||||||||||||||
3. |
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f (z) = |
|
1− cos z |
, в околі точки z = 0 . |
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z2 |
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2π |
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||
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∫ |
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2z(z −1) dz |
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dt |
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4. |
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. |
5. ∫ |
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. |
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sin z |
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z−1,5 |
|
=2 |
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0 |
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3 sin t − 2 |
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Варіант №24 |
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1 |
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(2i) |
n |
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|||||
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|
∞ |
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sin |
|
|
|
+ ∞ |
|
(z + 2i)n |
. |
|
||||||||||||||||||||||||||||||
1. |
W = ch (iz) . |
|
|
|
|
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2. |
|
|
|
n |
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∑ |
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(z + 2i)n |
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∑ |
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n 22n |
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n=1 |
|
|
|
n=1 |
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|||||||||||||||||||
3. Розкласти в степеневий ряд функцію |
|
|
f (z) = cos2 |
iz |
|
і знайти його |
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радіус збіжності. |
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2 |
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||||||||||||||||
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1− sin 1 |
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|
2π |
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|
|
dt |
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|||||||||||||||
4. |
|
∫ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z |
|
dz . |
|
|
|
|
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|
5. |
∫ |
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
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|||||||
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|
z |
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|
( 2 + cos t) |
2 |
|
|
|
|
|
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||||||||||||||||||||||||||
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|
z |
=3 |
|
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|
Варіант №25 |
0 |
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||||||||||||||||||||||||||
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|||||
1. W = z (z 2 ) . |
|
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|
|
|
2. |
∞ |
|
|
|
|
|
ch n |
|
|
|
|
+ ∞ |
|
|
(z − 2 − i)n |
. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
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∑ |
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||||||||||||||||||||||||||||||||||
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|
1− e−z |
|
|
|
|
|
|
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|
|
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|
n=1 |
(z − 2 − i)n |
|
|
|
n=0 (n + 2) 4n |
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3. |
|
f (z) = |
, в околі точки z = 0 . |
|
|
|
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z3 |
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3π |
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5π |
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||||||||
4. |
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∫ | z | dz , де |
C : |
| z | = 2, |
|
≤ arg z≤ |
|
|
|
; |
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|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
C |
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|
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|
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|
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4 |
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|
4 |
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||||||
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+∞ |
|
cos x dx |
|
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5. |
|
∫ |
|
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|
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|
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|
. |
|
|
|
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|
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||||
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(x |
2 |
+1) |
3 |
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0 |
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|||||||||||||
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204 |
Глава 5. Функції комплексної змінної. Операційне числення |
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§3. Індивідуальне завдання 5.3
Операційне числення
[Ч.3, гл.4, §1, приклади 1 – 13, §2, приклади 1 – 5]
Завдання: у прикладах 1, 2 знайти оригінал f (t) за заданим зображенням F( p) або зображення F( p) за заданим оригіналом f (t) .
Уприкладах 3, 4 розв’язати задачі Коші для заданих диференціальних рівнянь операційним методом.
Уприкладі 5 розв’язати задачу Коші для системи диференціальних рівнянь операційним методом.
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Варіанти завдань |
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Варіант №1 |
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|
1. F( p) = |
1 |
. |
2. f (t) |
= |
sin |
4t |
. |
( p2 +1)2 |
t |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
3.x′′ + 3x′ + 2x = t , x(0) = x′(0) = 0 .
4.x′′ + x = cos1 t , x(0) = x′(0) = 0 .
5. |
|
x′ = 3x + 4 y ; |
x(0) |
= y(0) |
= 1 . |
|
y′ = 4x − 3y , |
||||
|
|
|
|
|
Варіант №2
1. |
F( p) = |
|
|
|
p |
|
. |
|
2. f (t) = te−2t sin 3t . |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
( p −1)( p2 +1) |
|
|||||
3. |
x′′ − 3x′+ 2x = e5t , |
x(0) = 1, |
x′(0) = 2 . |
|||||||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
||
4. |
x′′ + x = |
|
, x(0) = −1, x′(0) = 0 . |
|||||||
cos3 t |
||||||||||
|
|
x′ + y |
|
|
t |
|
|
|
|
|
5. |
|
= 5e ; |
x(0) |
= 2, y(0) |
= 3 . |
|||||
|
y′ − x |
= et , |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Варіант №3 |
||
1. |
F ( p) = |
|
|
|
1 |
|
. |
2. f (t) = e−α t cos2 β t . |
||
|
|
p( p −1)( p2 |
+1) |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
§3. Індивідуальне завдання 5.3 |
207 |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. |
x′′ − x′ = |
e2t |
|
|
|
|
|
|
, |
|
x(0) = x′(0) = 0 . |
|
|
|
||||||||||||
(1+ et )2 |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
5. |
x′ + y = 0; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x(0) = 1, y(0) = 0 . |
|
|
|
||||||||||||
|
x + y′ = 2 cos t , |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Варіант №11 |
|
|
|
||
1. |
F( p) = |
|
|
p2 |
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
2. |
f (t) = sin 3t cos 2t . |
|
|
||||||
|
( p −1)3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
3. |
x′′ + 4x = cos 3t, |
|
|
x(0) = x′(0) = 2 . |
|
|
|
|||||||||||||||||||
4. |
x′′ + 3x′ + 2x |
= |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
, |
x(0) = x′(0) = 0 . |
|
|
|||||||||||
|
et |
+ |
1 |
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
x′ + 2x + 2 y = 10e |
2t |
; |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
5. |
|
|
|
|
x(0) |
= 1, y(0) = 3 . |
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
y′ − 2x + y = 7e2t , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
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|
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|
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|
|
|
|
Варіант №12 |
|
|
|
||
1. |
F( p) = |
|
p3 |
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
2. |
f (t) = sh α t cos β t . |
|
|
||||||
( p2 + 4)2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
3. |
x′′′ + x′ = e2t , |
|
x(0) = x′(0) = x′′(0) = 0 . |
|
|
|||||||||||||||||||||
4. |
x′′ − 3x′ + 2x = |
|
|
|
|
e3t |
|
|
|
|
, x(0) = x′(0) = 0 . |
|
|
|||||||||||||
1 |
+ e2t |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
5. |
x′ + y′′ = 0; |
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x(0) = 1, x′(0) = 2, y(0) = 0, y′(0) = −1. |
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x′′ + y′ = −2sin t , |
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Варіант №13 |
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1. |
f |
(t) = |
eat − ebt |
. |
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2. |
F( p) = |
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1 |
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. |
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t |
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( p +1)( p2 + |
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2 p + 2) |
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3. |
4x′′′− 8x′′− x′− 3x = −8et , |
x(0) = x′(0) = x′′(0) = 1 . |
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4. |
x′′ − 4x′+ 5x |
= |
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e2t |
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, |
|
x(0) = x′(0) = 0 . |
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cos t |
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5. |
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x′′ + y = 1; |
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′ |
′ |
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y′′ + x = 0, |
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x(0) = y(0) = x (0) = y |
(0) = 0 . |
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§3. Індивідуальне завдання 5.3 |
209 |
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3.x′′ + x = 5t2 , x(0) = x′(0) = 0 .
4.x′′ − x′ = e2t sin (et ) , x(0) = x′(0) = 0 .
5. |
x′′ + y′ |
|
= sh t − sin t − t ; |
x(0) |
= 0, x′(0) = 2, y(0) = 1, y′(0) = 0 . |
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y′′ + x′ |
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= ch t − cos t , |
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Варіант №18 |
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1. |
f (t) = e−t sin2 t . |
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2. |
F( p) = |
1 |
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. |
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p4 −1 |
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3. |
x′′′ + x′ = et , |
|
x(0) = x′(0) = x′′(0) = 0 . |
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4. |
x′′ − x = |
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et |
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, |
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|
x(0) = x′(0) = 0 . |
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1+ et |
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x′ + y = e |
t |
; |
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5. |
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x(0) = y(0) = |
0 . |
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′ |
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−t |
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x + y |
= e |
, |
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Варіант №19 |
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t |
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cosβ τ − |
cosατ |
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1 |
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1. |
f (t) = ∫ |
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dτ . |
2. |
F( p) = |
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|
. |
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|
τ |
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|
p ( p |
4 |
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|
0 |
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−1) |
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3. |
x′′ + 2x′ + x = e−t , |
x(0) = 1, x′(0) = 0 . |
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4. |
x′′ + 9x = |
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1 |
|
|
|
, |
x(0) = x′(0) = 0 . |
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cos 3t |
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5. |
x′′ − y′ |
= 0; |
|
|
|
|
|
x(0) = −1, |
′ |
|
|
′ |
|
= 1. |
|
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|
||||||||||||
|
x − y′′ = 2sin t , |
x (0) |
= y(0) = y (0) |
|
|
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Варіант №20 |
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1. |
f (t) = |
|
1 |
t2et |
cos t . |
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|
2. F( p) = |
|
|
|
p |
|
. |
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|
2 |
|
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|
p4 − 5 p2 + |
4 |
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|||||||||
3. |
x′′ + 4x = 2sin 2t, |
x(0) = −1, x′(0) = 0 . |
|
|
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|
|
|
|
||||||||||||||||||||
4. |
x′′ + 4x′ |
+ 4x = |
|
|
e−2t |
x(0) = x′(0) = 0 . |
|
|
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|
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|
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|
|
, |
|
|
|
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|
cos2 t |
|
|
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||||
5. |
x′′ − y′ |
= 0; |
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|
x(0) = y′(0) = 0, x′(0) = y(0) = 2 . |
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|||||||||||||||||||
|
x′ − y′′ |
= 2 cos t , |
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|
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