Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

MI_T2TerekhovSV

.pdf
Скачиваний:
281
Добавлен:
13.04.2015
Размер:
14.02 Mб
Скачать

Терехов С.В. Математический инструментарий для студентов-физиков.

Задания для самостоятельного решения

XV. Комплексные функции

Вариант 4

1. Выполнить арифметические действия над комплексными числами z1 и z2 , отобразить все числа на комплексной плоскости, если

z1 = −1 +i 2 , z2 = −2 +i 3 .

2.Представить z = −3 + i 4 в тригонометрической и показательной

формах записи.

3.Решить квадратное уравнение x 2 x + 3 = 0 .

4.Отобразить на комплексной плоскости область, заданную условиями: z 2 , π6 < ϕ < π2 .

5.Найти вещественную и мнимую части функции f (z) = z zi . Регулярна ли эта функция? Является ли она гармонической?

6.

Равен ли интеграл от функции f (z) =

 

 

i

нулю на единичной

z (1/ 2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

окружности с центром в начале координат.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i / 2

 

 

 

z

 

 

2 z +i

 

dz .

7.

Вычислить интегралы: а) (z 2 2 z +3) dz ;

 

б)

 

 

 

 

( z + 2 +i 3)

2

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

2i3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.

Разложить в ряд Тейлора в точке z0 =1+i

функцию

 

z +1

и найти ра-

 

 

 

 

 

диус сходимости полученного ряда.

 

 

 

 

 

z i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.

Разложить в ряд Лорана функцию

3 z 4

 

в кольце 2 <

 

z +

2

 

 

 

 

 

<4 .

 

 

 

 

 

 

3 z +2

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

10. Найти и классифицировать особые точки функции

 

 

 

 

 

z +2

 

 

.

(z2 +z 2)(z +1)

11. Найти вычеты относительно особых точек функции

ez 1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z3

 

 

 

12. Вычислить интеграл

cos3 z d z , L :

 

z

 

=1

с помощью вычетов.

 

 

 

L

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

400

Терехов С.В. Математический инструментарий для студентов-физиков.

Задания для самостоятельного решения

XV. Комплексные функции

Вариант 5

1. Выполнить арифметические действия над комплексными числами z1 и z2 , отобразить все числа на комплексной плоскости, если

z1 = 6 i 5 , z2 = −4 i 3 .

2. Представить z = 12 i 23 в тригонометрической и показательной

формах записи.

3.Решить квадратное уравнение 2 x2 3x + 4 = 0 .

4.Отобразить на комплексной плоскости область, заданную условиями: z 12 2 , Im z > −1 .

5. Найти вещественную и мнимую части функции

 

1

 

1

. Регу-

f (z) =

 

z +

 

 

2

z

 

 

 

 

 

лярна ли эта функция? Является ли она гармонической?

6.

Равен ли интеграл от функции f (z) =

z

 

нулю на единичной ок-

3 i 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ружности с центром в начале координат.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

tg z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Вычислить интегралы: а) (3z i 2) dz ;

б)

 

 

 

dz .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z π / 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

π / 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.

Разложить в ряд Тейлора в точке z 0 =5 функцию

3 z

 

и найти ра-

z 2

диус сходимости полученного ряда.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.

Разложить в ряд Лорана функцию

 

z 2

 

 

в кольце 1 <

 

z

 

 

< 4 .

 

 

 

 

 

2z3 +z2

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tg

z

 

 

10. Найти и классифицировать особые точки функции

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z 2 + z

 

11. Найти вычеты относительно особых точек функции

 

 

 

 

1

 

.

 

z 3 +i 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12. Вычислить интеграл

e

ze z

d z , L :

 

z π i

 

=1

с помощью вычетов.

 

 

 

L

+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

401

Терехов С.В. Математический инструментарий для студентов-физиков.

Задания для самостоятельного решения

XV. Комплексные функции

Вариант 6

1. Выполнить арифметические действия над комплексными числами z1 и z2 , отобразить все числа на комплексной плоскости, если

z1 = −i , z2 = 3 +i 2 .

2.Представить z = − 23 i 12 в тригонометрической и показательной

формах записи.

3.Решить квадратное уравнение x2 + x +1 = 0 .

4.Отобразить на комплексной плоскости область, заданную условиями: z 1 < 3, Re z < 32 .

5.Найти вещественную и мнимую части функции f (z) = z2 + z 2 . Регулярна ли эта функция? Является ли она гармонической?

6.Равен ли интеграл от функции f (z) = 3zz12 нулю на единичной окружности с центром в начале координат.

 

1

z

2

 

 

 

 

 

 

 

 

z

3

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Вычислить интегралы: а)

 

dz ;

 

 

 

 

б)

2 z

 

3 z +i

 

dz .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

i

4

 

 

 

 

 

 

 

 

i

( z +i )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Разложить в ряд Тейлора в точке z 0 =2i

функцию

 

4z +1

и найти

 

 

z

 

радиус сходимости полученного ряда.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Разложить в ряд Лорана функцию

 

 

z 1

в кольце

1

<

 

z +i

 

<

1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

z +i

 

2

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10. Найти и классифицировать особые точки функции

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

.

 

 

 

(z +i)(z 2)2

11. Найти вычеты относительно особых точек функции

 

2 z 3

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(z2 +1)(z +2)

12. Вычислить интеграл

d 2z

 

, L :

 

z

 

= 2 с помощью вычетов.

 

 

 

L

sin

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

402

Терехов С.В. Математический инструментарий для студентов-физиков.

Задания для самостоятельного решения

XV. Комплексные функции

Вариант 7

1. Выполнить арифметические действия над комплексными числами z1 и z2 , отобразить все числа на комплексной плоскости, если

z1 = i , z2 = 5 i 4 .

2.Представить z = 22 +i 22 в тригонометрической и показательной

формах записи.

3.Решить квадратное уравнение 5x 2 + 6x + 2 = 0 .

4.Отобразить на комплексной плоскости область, заданную условиями: z 4 , Im z > 12 .

5.Найти вещественную и мнимую части функции f (z) = sh z . Регулярна ли эта функция? Является ли она гармонической?

6.Равен ли интеграл от функции f (z) = 3zz12 нулю на единичной окружности с центром в начале координат.

 

 

 

 

1+i

dz

 

 

 

 

 

 

z

z 2 2 z 3

 

 

 

 

 

 

 

7.

Вычислить интегралы: а)

;

 

б)

dz .

1 z 2

2

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

3+i

( z 3 i )

8.

Разложить в ряд Тейлора в точке z0 =0 функцию arctgz и найти ра-

диус сходимости полученного ряда.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.

Разложить в ряд Лорана функцию

 

 

 

z

 

в кольце 1 <

 

z + 2

 

< 2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z2 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z2 4

10.

Найти и классифицировать особые точки функции

 

 

 

 

 

 

.

(z2 9)(z2 +4)

11.

Найти вычеты относительно особых точек функции

1cos(2 z)

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z2 sin(2 z)

12.

Вычислить интеграл

4z

z43

d z , L :

 

z

 

=1

с помощью вычетов.

 

 

 

 

L

+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

403

Терехов С.В. Математический инструментарий для студентов-физиков.

Задания для самостоятельного решения

XV. Комплексные функции

Вариант 8

1. Выполнить арифметические действия над комплексными числами z1 и z2 , отобразить все числа на комплексной плоскости, если

z1 = 4 i , z2 = −1 i 3 .

2.Представить z = 12 +i 23 в тригонометрической и показательной

формах записи.

3.Решить квадратное уравнение x 2 + 4x + 9 = 0 .

4.Отобразить на комплексной плоскости область, заданную условиями: z +i 2 , Im z < 12 .

5.Найти вещественную и мнимую части функции f (z) = ch z . Регулярна ли эта функция? Является ли она гармонической?

6.Равен ли интеграл от функции f (z) =(z +1) (z 3) нулю на единичной окружности с центром в начале координат.

i

dz

 

z

6z5

 

dz .

7. Вычислить интегралы: а)

;

б)

 

4 + z 2

( z 2 )

5

1i

 

2

 

 

8. Разложить в ряд Тейлора в точке z 0 = −1 функцию z 2 2 z 3 и найти

радиус сходимости полученного ряда.

9. Разложить в ряд Лорана функцию

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos

 

 

в кольце 0

<

z +1

<∞.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z2 +2 z 1

 

10.

Найти и классифицировать особые точки функции

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(z 1)( z2 +9)

11.

Найти вычеты относительно особых точек функции

tg (π z )

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 z

12.

Вычислить интеграл

d z

,

L :

 

z 1

 

= 2 с помощью вычетов.

 

 

(z 2)

2

(z 1)

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

404

Терехов С.В. Математический инструментарий для студентов-физиков.

Задания для самостоятельного решения

XV. Комплексные функции

Вариант 9

1. Выполнить арифметические действия над комплексными числами z1 и z2 , отобразить все числа на комплексной плоскости, если

z1 = −5 +i 2 , z2 = −2 i .

2.Представить z = −1 + i 2 в тригонометрической и показательной

формах записи.

3.Решить квадратное уравнение x2 + 5x +12 = 0 .

4.Отобразить на комплексной плоскости область, заданную усло-

виями: 1 < z < 2 , π2 < ϕ < π2 .

5.Найти вещественную и мнимую части функции f (z) = e zz1 . Регулярна ли эта функция? Является ли она гармонической?

6.Равен ли интеграл от функции f (z) = ze+z 1 нулю на единичной окружности с центром в начале координат.

i / 4

z dz

 

z

e z

 

 

 

7. Вычислить интегралы: а)

;

б)

 

 

dz .

z 2 1

( z π

/ 2 )

3

0

 

π / 2

 

 

8. Разложить в ряд Тейлора в точке z 0 = −i функцию

5

 

z 1

 

и найти ра-

диус сходимости полученного ряда.

1

9. Разложить в ряд Лорана функцию e1z в кольце 0 < z 1 <3 .

10.

Найти и классифицировать особые точки функции

3 z +2

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z2 1

11.

Найти вычеты относительно особых точек функции

cos(π z)

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2 z 1)2

12.

Вычислить интеграл

1 2cos(2z) d z , L :

 

z

 

=3 с помощью вычетов.

 

 

 

L

z (z 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

405

Терехов С.В. Математический инструментарий для студентов-физиков.

Задания для самостоятельного решения

XV. Комплексные функции

Вариант 10

1. Выполнить арифметические действия над комплексными числами z1 и z2 , отобразить все числа на комплексной плоскости, если

z1 = 5 +i , z2 = 5 i .

2.Представить z = 2 + i 3 в тригонометрической и показательной

формах записи.

3.Решить квадратное уравнение 3x2 4x + 3 = 0 .

4.Отобразить на комплексной плоскости область, заданную усло-

виями: z +1 >1, z + 2 < 2 .

5.Найти вещественную и мнимую части функции f (z) = sinz z . Регулярна ли эта функция? Является ли она гармонической?

6.Равен ли интеграл от функции f (z) = 2 zzi нулю на единичной окружности с центром в начале координат.

π / 2

 

 

 

z

 

 

z 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Вычислить интегралы: а) z cos z dz ;

 

б)

 

 

 

 

 

dz .

 

 

 

e

z

( z +1 i )

2

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

1+i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Разложить в ряд Тейлора в точке z 0

=1 i

функцию

3 z +7

 

и найти

3 z 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

радиус сходимости полученного ряда.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Разложить в ряд Лорана функцию ln

 

 

 

в кольце 2 <

 

z + 2

<3.

 

 

 

 

 

 

 

 

z 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ctg z

 

 

 

 

 

10. Найти и классифицировать особые точки функции

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z 4

 

 

 

11. Найти вычеты относительно особых точек функции

 

 

 

 

z

 

.

(z 1)(z i) 2

12. Вычислить интеграл e1 /3z

d z , L :

 

z

 

=

1

с помощью вычетов.

 

 

2

L z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

406

Терехов С.В. Математический инструментарий для студентов-физиков.

Задания для самостоятельного решения

XV. Комплексные функции

Вариант 11

1. Выполнить арифметические действия над комплексными числами z1 и z2 , отобразить все числа на комплексной плоскости, если

z1 = 2 +i 3 , z2 = 3 i .

2.Представить z = i в тригонометрической и показательной фор-

мах записи.

3.Решить квадратное уравнение x 2 + 2x + 2 = 0 .

4.Отобразить на комплексной плоскости область, заданную условиями: z 2 , π6 < ϕ < π2 .

5. Найти вещественную и мнимую части функции

 

1

 

1

. Регу-

f (z) =

 

z +

 

 

2

z

 

 

 

 

 

лярна ли эта функция? Является ли она гармонической?

6. Равен ли интеграл от функции f (z) = 3zz12 нулю на единичной ок-

ружности с центром в начале координат.

1+i

dz

;

7. Вычислить интегралы: а)

0

1 z 2

 

8. Разложить в ряд Тейлора в точке z 0 = −1

радиус сходимости полученного ряда.

z

z 2 2 z

3

 

б)

dz .

( z 3 i )

2

3+i

 

 

 

 

 

функцию z 2 2 z 3 и найти

1

9.Разложить в ряд Лорана функцию e1z в кольце 0 < z 1 <3 .

10.Найти и классифицировать особые точки функции zctg4z .

11.Найти вычеты относительно особых точек функции sin1 z .

12. Вычислить интеграл e2z 2

 

1

 

=1 с помощью вычетов.

d z , L :

z

 

2

L z 1

 

 

 

 

 

 

 

 

407

Терехов С.В. Математический инструментарий для студентов-физиков.

Задания для самостоятельного решения

XV. Комплексные функции

Вариант 12

1. Выполнить арифметические действия над комплексными числами z1 и z2 , отобразить все числа на комплексной плоскости, если

z1 = 4 +i , z2 = 2 +i 5 .

2.Представить z = −3 + i 4 в тригонометрической и показательной

формах записи.

3.Решить квадратное уравнение 2 x2 3x + 4 = 0 .

4.Отобразить на комплексной плоскости область, заданную условиями: z +i 2 , Im z < 12 .

5.Найти вещественную и мнимую части функции f (z) = sh z . Регулярна ли эта функция? Является ли она гармонической?

6.Равен ли интеграл от функции f (z) =(z +1) (z 3) нулю на единичной окружности с центром в начале координат.

 

i / 4

z dz

;

 

 

 

б)

z

e z

 

 

 

 

 

dz .

 

 

 

 

 

 

7. Вычислить интегралы: а)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z 2 1

 

 

 

( z π

/ 2 )

3

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

π / 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Разложить в ряд Тейлора в точке z 0 =1 i

функцию

3 z +7

и найти

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 z 4

радиус сходимости полученного ряда.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Разложить в ряд Лорана функцию

 

2

 

в кольце 1 <

 

z + 2

 

<3 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z2 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos(π z)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10. Найти и классифицировать особые точки функции

 

 

 

 

.

(4z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 1)(z2 +1)

11. Найти вычеты относительно особых точек функции

 

 

 

 

z2 +1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(z 4) (z +1)

12. Вычислить интеграл cos3 z d z , L :

 

z

 

 

=1

с помощью вычетов.

 

 

L

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

408

Терехов С.В. Математический инструментарий для студентов-физиков.

Задания для самостоятельного решения

XV. Комплексные функции

Вариант 13

1. Выполнить арифметические действия над комплексными числами z1 и z2 , отобразить все числа на комплексной плоскости, если

z1 = 6 i 5 , z2 = −4 i 3 .

2.Представить z = − 23 i 12 в тригонометрической и показательной

формах записи.

3.Решить квадратное уравнение 5x 2 + 6x + 2 = 0 .

4.Отобразить на комплексной плоскости область, заданную условиями: z 1 < 3, Re z < 32 .

5.Найти вещественную и мнимую части функции f (z) = e zz1 . Регулярна ли эта функция? Является ли она гармонической?

6.Равен ли интеграл от функции f (z) = 2 zzi нулю на единичной окружности с центром в начале координат.

 

 

1+i

z 2

 

 

 

 

 

z

 

sin z

dz .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Вычислить интегралы: а)

 

 

 

dz ;

б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

+1

 

 

 

 

1

( z 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.

Разложить в ряд Тейлора в точке z 0 =0 функцию sh z

 

и найти ра-

диус сходимости полученного ряда.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.

Разложить в ряд Лорана функцию

 

2 z +1

 

в кольце 2 <

 

z +1

 

<3 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z2 2 z 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z +2

10.

Найти и классифицировать особые точки функции

 

 

 

 

 

 

 

.

(z2 +z 2)(z +1)

11.

Найти вычеты относительно особых точек функции

1

 

.

 

 

z 3 +i 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12.

Вычислить интеграл d2z

 

, L :

 

z

 

= 2

с помощью вычетов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L sin

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

409

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]