Теория функций комплексной переменной. Учебное пособие
.pdf
7.9. | |
| |
|
( |
( |
|
)) |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Вычислить несобственные интегралы: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
7.10. ∫ |
∞ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
∞ |
( |
|
) |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
7.11. ∫ |
∞ |
( |
|
|
|
|
|
) |
. |
|
|
|
|
Ответы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
1.1. а) 2(cos |
+ |
|
sin |
) = 2e ; б) 2(cos |
|
+ |
|
sin |
|
) = 2e |
|
|
; |
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
в) 2(cos |
|
+ |
sin |
|
|
|
) = 2e |
|
; г) 2 |
cos − |
|
|
+ |
sin(− |
|
|
) = 2e |
|
; |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
д) √34 |
cos |
arctg |
|
|
+ sin |
arctg |
|
= √34 |
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
1.2.а) 1728; б) 1.
1.3.±√3+ ,− .
1.4.Окружность, внешность круга, внутренность круга радиуса 2 с центром в начале координат.
1.5.Окружность, внешность круга, внутренность круга радиуса 1 с центром в точке = 2.
1.6.Окружность, внешность круга, внутренность круга радиуса 2 с центром в точке = .
1.7.Кольцо, образованное концентрическими окружностями с центром в точке
=−2 и радиусами 1 и 2, исключая окружность радиуса 1.
1.8.Прямая 4 +2 +3 = 0.
1.9.Полуплоскость ≥ 0.
1.10. Полоса |
−2 ≤ |
. |
1.11. Полоса |
≤ 2 |
|
0 ≤ |
< 1 . |
41
1.12. Сектор между лучами |
= 0,, |
|
= , |
|
≥ 0, включая. |
луч = , ≥ 0. |
||||||||||||||||||||||||||||||
1.13. Сектор между лучами |
|
, |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
1.14. Ось абсцисс |
= 0. |
|
|
|
|
= |
|
|
= − |
|
≤ 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
1.15. а) 4 cos |
|
|
+ |
sin |
|
|
|
= 4e |
|
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
б) 5√2 |
cos − |
|
+arctg |
|
+ |
|
sin |
− +arctg |
|
|
= 5√2 |
|
|
|
|
|
. |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
2 |
(1+ |
) |
2 |
|
|
1+ √3 |
|
|
|
|
|
|
: tg |
|
= − |
|
|
√ |
|
|
||||||||||||||
1.16. а) |
|
|
|
|
|
|
; б) - |
|
|
|
|
|
|
|
|
указание |
|
|
|
|
|
|
|
√ |
|
. |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
1.17. ±cos |
|
|
|
sin |
|
, ± |
|
cos |
|
|
+ |
|
|
sin |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
1.18. Кольцо, образованное концентрическими окружностями с центром в точке
= |
и радиусами 1 и 2, исключая сами окружности. |
|
= |
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||||||||
1.19. Круг с центром в точке |
|
и радиуса 2, исключая точку |
. |
||||||||||||||||||||
1.20. |
Внешность круга с |
центром в точке |
= |
и радиуса 2. |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
= |
|
|
|
|
= − |
|
|
= 0. |
|
|||||||||||
1.21. Внутренность полосы между прямыми |
|
и |
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||||||||
1.22. Открытая полуплоскость слева от прямой |
. |
|
|
|
|||||||||||||||||||
1.23. Внутренность круга радиуса 2 с центром в |
точке |
. |
|
|
|||||||||||||||||||
= 1 |
= 2 |
|
|
||||||||||||||||||||
2.1. |
Прямая |
− |
,+1 = 0 |
без точки |
. |
= |
. |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
1.24. |
− |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
2.2. |
= 3 |
, |
|
=.1 − 3 + |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
= |
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= − |
|
|
sin. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
2.4. |
= |
|
cosy,, |
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
2.3. |
= sin |
|
ch |
|
= sh |
cos |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
2.5. |
= π, |
= − |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
2.6.
+
.
√ √
2.7.ch .
|
|
|
|
|
|
|
2.8. ln√2+ π |
2 − |
|
( = 0,±1,±2, ). |
|||
|
||||||
2.9. |
( |
= 0,±1,±2, ). |
42 |
|||
2.10. |
|
|
|
|
|
( = 0,±1,±2, ). |
|||
2.11. |
√ |
|
( |
) ( |
= 0,±1,±2, ). |
||||
2.12. −π |
2 |
+ |
|
|
+2π ( , = 0,±1,±2, ). |
||||
|
|
||||||||
2.13. 2 |
± |
|
|
π − |
ln(√2±1) ( = 0,±1,±2, ). |
||||
|
|
||||||||
2.14.= π(2 +1) + ln2 ( = 0,±1,±2, ).
2.15. |
= 2 |
− 2y + |
, = 4 y+ . |
|||||||
2.16. |
= − |
( |
) |
|
, |
= − |
( |
) |
. |
|
|
( |
) |
|
|
( |
) |
|
|||
2.18. |
= |
cosy,, |
|
= − |
sin .. |
|||||
2.17. |
= cos |
ch |
|
= −sin |
sh |
|
|
|||
2.19. |
= ch1, |
|
= |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
2.20.(2 +1) ( = 0,±1,±2, ).
2.21. |
2 |
+ |
|
|
( = 0,±1,±2, ). |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||||||
2.22. |
( |
|
) |
|
. |
|
|
|
|
|||
2.23. |
= 2 |
π(, |
= 0,±1,±2, ) |
π |
+ln3 ( = 0,±1,±2,. |
) |
. |
|||||
3.1. |
|
|
|
|
= (2 +1) |
|
|
|||||
|
Дифференцируема только в одной точке |
= 0 |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|||||||||
3.2.Дифференцируема во всех точках комплексной плоскости.
3.3.Не дифференцируема ни в одной точке.
3.4. Вся плоскость, |
′ |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
3.5. Вся плоскость, |
′ |
= 2 cos 2 |
|
|
|
|
|
|
′ |
|
|
|
|
||
= 2 +1 . |
= π |
|
( |
= 0,±1,±2, ), |
|
= − |
|
|
|
||||||
3.6. Вся плоскость, кроме точек |
|
|
|
|
. |
||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||
3.7. Вся плоскость, кроме точек |
= ± |
, |
′ |
= − |
( ) |
( |
|
) |
. |
|
|||||
3.8. |
( ) = 2 |
. |
|
|
|
|
|
( ) |
|
|
|
|
|
||
3.9. |
+1 |
|
|
|
43 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
( ) = |
+ . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.10.Не дифференцируема ни в одной точке.
3.11.Дифференцируема во всех точках комплексной плоскости.
3.12. Вся плоскость, кроме′ |
точек = 2π ( = 0,±1,±2, ), ′ = |
( |
) |
. |
||||
3.13. Вся плоскость, |
= sh . |
|
|
|||||
3.15. |
( ) = +2. |
− 1 |
|
|
|
|
||
3.14. |
|
|
|
. |
|
|
|
|
( ) = −
4.1.− .
4.2. ( − 1).
4.3.2+2 .
4.4.−4+ .
4.5.-2.
4.6.7+19 .
4.7.( −1) .
4.8.2 .
4.9.a) 2 ; б) 0.
4.10.2.
4.11.− .
4.12.0.
4.13.− .
4.14.( −1).
4.15.1 −cos1 − (1−sin1).
4.16. .
4.17. a) 0; б) −8 .
44
5.1.= 1.
5.2.= √2.
5.3. √ |
|
|
|
−1+ |
! |
+ |
! |
− |
! |
− |
! |
+ |
! |
|
+ |
! |
− , |
= ∞. |
|||||||||||||||||||||||||||||
5.4. |
|
! |
− |
! |
|
+ |
|
! |
|
|
|
− , |
|
= ∞. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
5.5. |
|
− |
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
− |
|
|
|
|
|
|
|
+ , |
= |
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
5.6. 3 − |
|
|
|
|
|
|
− |
! |
|
|
|
− |
∙ |
|
!∙ ∙ |
− , = 27. |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5.7. |
|
− |
( |
|
|
) |
+ |
( |
) |
|
− |
( |
) |
|
+ , |
= 4. |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5.8. |
( |
|
|
|
|
) |
− |
!( |
|
|
|
) |
+ |
!( |
|
|
) |
|
+ , 0 < | |
−2| < +∞. |
|||||||||||||||||||||||||||
5.9. |
( |
|
|
|
) |
|
|
− |
( |
|
|
) |
, 0 < | |
|
+1| < +∞. |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
5.10. |
! |
− |
! |
+ |
! |
|
− , 0 < | | < +∞. |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5.11. а) |
|
|
|
∑∞ |
|
|
|
|
− |
|
|
∑∞ |
|
( |
) |
|
|
; б) |
|
∑∞ |
|
( ) |
. |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
5.12.= 1.
5.13.= 1.
5.14. |
|
− |
|
+ |
|
|
|
− |
|
|
+ , |
= 2. |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
5.15. 1 − |
! |
+ |
|
! |
− |
|
|
! |
+ , |
= ∞. |
|
|
|
|
|||||||||
5.16. 1 − |
3 +4 |
|
|
− |
|
|
|
+2 |
− , |
= ∞. |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
5.17. |
1+ |
( |
|
) |
|
− |
( |
|
|
) |
+ |
∙ ∙ ∙( |
) |
− |
∙ ∙ ∙ ∙( ) |
+ |
, |
. |
|||||
|
|
|
|
|
! |
|
|
|
! |
|
! |
|
= 1 |
||||||||||
5.18.− ! + ! − ! + , 0 < | | < +∞.
5.19. |
|
− |
|
+ |
|
|
|
− |
|
+ |
|
− , 0 < | | < 3. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
5.20. |
+ |
+ |
! |
+ |
! |
+ |
! |
+ , 0 < | | < +∞. |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
45 |
5.21. |
|
|
|
|
|
|
|
|
∞ |
( |
) |
|
) |
. |
|
|
|
|
|
− ( |
|
|
–) + |
|
|
|
– простые нули. |
|
|||||||||||
6.1. |
|
|
|
∑ |
( |
) ( − |
|
|
|
||||||||||
|
= 0 |
|
|
нуль 2-го порядка, |
|
= |
( |
= ±1,±2, ) |
|
|
|||||||||
6.3. |
|
|
|
|
|
|
|
– |
|
– простые нули. |
|||||||||
6.2. |
= 0 |
– нуль 3-го порядка, |
|
, = ±2 |
|
|
|||||||||||||
|
= |
|
√ |
( |
|
= ±1,±2, ) |
|
простые нули. |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
6.4. |
|
|
|
|
|
|
|
– полюсы 3-го порядка. |
|
|
|
||||||||
= |
|
–( |
|
|
|
|
|
||||||||||||
6.6. |
|
|
|
|
= 0,±1,±2, ) |
– простые полюсы. |
|
– простые |
|||||||||||
6.5. |
, = |
|
|
|
(±1 ) |
|
|
|
|
|
|||||||||
полюсы=. |
0 |
|
|
полюс 2-го порядка, |
= 1+ |
( = 0,±1,±2, ) |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
6.7.= −2 – существенно особая точка.
6.8.Res (2) = 5.
6.9. Res |
(0) = |
|
, Res |
(±3 ) = ± |
|
± . |
|
|
|||||
6.10. Res |
( ) = 1 ( |
= 0,±1,±2, ). |
||||
6.11.Res (0) = 0.
6.12.Res (0) = 0.
6.13. |
= 0 |
–= −1 |
– простые полюсы, |
= 1 |
– полюс 3-го порядка. |
|
|||||
|
, |
|
|
|
|||||||
полюсы.= −1 |
полюс 3-го порядка, |
= 2 ( |
= 0,±1,±2, ) |
– простые |
|||||||
6.14. |
|
= 0 |
|
|
= |
|
|
||||
простые |
= |
|
|
|
|
( = ±1,±2, ) |
|
||||
6.15. |
|
, |
|
– устранимые особые точки, |
|
|
|
|
– |
||
полюсы.
6.16.= 3 – существенно особая точка.
6.17.Res (± ) = .
6.18.Res (−1) = − cos2.
6.19. Res |
|
|
+ |
= −1 ( |
= 0,±1,±2, ). |
|||||
|
||||||||||
6.21. Res |
(0) = 1 |
, |
|
π |
|
. |
||||
6.20. |
. |
|
|
|
|
|
|
|
||
Res |
(0) = − |
|
|
Res |
|
= |
|
|
||
|
|
|
46 |
|||||||
7.1.2 .
7.2.2 .
7.3.−4 .
7.4. .
7.5. .
7.6. .
7.7. .
7.8. 0.
7.9. 2 −1 .
7.10. .
7.11. − .
47
Контрольные задания
Вариант 1
1.Вычислить: 1 i 16 , Ln 
2 
2i .
2.Восстановить аналитическую функцию f (z) по заданной действительной части U(x,y) или мнимой части V(x,y) при заданном начальном условии:
U x3 6x2y 3xy2 2y3 , f (0) 0.
3. Вычислить интеграл по дуге L от точки z1 до точки z2 :
|
|
|
x y2 |
|
z 0 |
|
z |
|
9 3i |
|
(2 i z)dz, L: |
, |
, |
|
. |
||||||
|
1 |
|
2 |
|
||||||
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
4. Вычислить интеграл по замкнутому контуру с помощью вычетов:
|
sinz2 |
dz, C: |
|
z |
|
1. |
||
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
||||
C z2(z |
) |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|||
4 |
|
|
|
|
|
|
||
Вариант 2
1.Вычислить: 1 i
1 i 8 i25 , Ln 1 i .
2.Восстановить аналитическую функцию f (z) по заданной действительной части U(x,y) или мнимой части V(x,y) при заданном начальном условии:
V 3x2y y3 y, f (0) 1.
3. Вычислить интеграл по дуге L от точки z1 до точки z2 :
zImzdz, L: x y2 , z1 0, z2 4 2i.
L
4. Вычислить интеграл по замкнутому контуру с помощью вычетов:
C |
z2 1 |
dz, C: |
|
z 2i |
|
3. |
|
|
|||||
(z2 4)2 |
|
|
||||
48 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Вариант 3
1.Вычислить: 1 i 28 , Arccos3.
2.Восстановить аналитическую функцию f (z) по заданной действительной части U(x,y) или мнимой части V(x,y) при заданном начальном условии:
|
V x (x2 y2), |
f (i) 0. |
|||||||
3. |
Вычислить интеграл по дуге L от точки z1 |
|
до точки z2 : |
||||||
|
(2 i |
z |
)dz, L: y x2 , z1 0, z2 3 9i. |
||||||
|
L |
|
|
|
|
|
|||
4. |
Вычислить интеграл по замкнутому контуру с помощью вычетов: |
||||||||
|
|
|
|
ez 1 |
dz , C: |
|
z |
|
2. |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
C z2(z 1) |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Вариант 4
1.Вычислить: 2 2i 7 , Arctg 1 2i .
2.Восстановить аналитическую функцию f (z) по заданной действительной части U(x,y) или мнимой части V(x,y) при заданном начальном условии:
|
|
U x2 y2 xy, |
f (0) 0. |
3. Вычислить интеграл по дуге L от точки z1 |
до точки z2 : |
||
|
z |
Imzdz, L - прямая, z1 |
0, z2 4 2i. |
L |
|
||
4. Вычислить интеграл по замкнутому контуру с помощью вычетов:
|
|
eiz |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
dz, C: |
|
z |
|
2. |
C (z2 |
|
||||||
1)(z 3) |
|
|
|
|
|||
|
|
||||||
49
Вариант 5
1.Вычислить: 1 i
3 6 , cos 3 i .
2.Восстановить аналитическую функцию f (z) по заданной действительной части U(x,y) или мнимой части V(x,y) при заданном начальном условии:
|
|
U |
1 |
ln(x2 y2), |
f (i) i. |
||||
|
|
||||||||
|
2 |
|
|
|
|
||||
3. |
Вычислить интеграл по дуге L от точки z1 |
до точки z2 : |
|||||||
|
(2i |
z |
)dz, L: x y2 , z1 0, z2 9 3i. |
||||||
|
L |
|
|
||||||
4. |
Вычислить интеграл по замкнутому контуру с помощью вычетов: |
||||||||
|
|
|
|
|
|
ez |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
dz, C: |
z |
2. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
C z2(z i) |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|||||
Вариант 6
1.Вычислить: 1 i 5 , Ln 3 2i .
2.Восстановить аналитическую функцию f (z) по заданной действительной части U(x,y) или мнимой части V(x,y) при заданном начальном условии:
V xy; |
f (0) 0; |
|
|
3. Вычислить интеграл по дуге L от точки z1 |
до точки z2 : |
||
zRezdz, L - прямая, z1 |
0, |
z2 1 i. |
|
L |
|
|
|
4. Вычислить интеграл по замкнутому контуру с помощью вычетов:
|
1 cosz |
dz, C: |
|
z |
|
4. |
|
|
|
|
|||||
C z2 (z 3i) |
|||||||
|
|
|
|
|
|||
50
