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 14

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 = 12 +i 23 в тригонометрической и показательной

формах записи.

3.Решить квадратное уравнение x2 + 5x +12 = 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) = cos z . Регулярна ли эта функция? Является ли она гармонической?

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

iπ / 2

z

ln z

 

dz .

7. Вычислить интегралы: а) e z dz ;

б)

 

( z 2 )

4

iπ / 2

2

 

 

 

 

 

8. Разложить в ряд Тейлора в точке z0 =1+i функцию zz +1i

и найти ра-

диус сходимости полученного ряда.

9. Разложить в ряд Лорана функцию

 

 

 

z 2

 

 

в кольце 1 <

 

z

 

< 4 .

 

 

 

 

 

 

 

 

2z3 +z2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найти и классифицировать особые точки функции

 

 

 

 

 

10.

 

 

 

.

(z +i)(z 2)2

11.

Найти вычеты относительно особых точек функции

1cos(2 z)

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z2 sin(2 z)

12.

Вычислить интеграл

d z

, L:

 

z 1

 

=2 с помощью вычетов.

 

 

(z 2)

2

(z 1)

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

410

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

Задания для самостоятельного решения

XV. Комплексные функции

Вариант 15

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

z1 = −2 i , z2 =1 +i .

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

формах записи.

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

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

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.

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 = −i функцию

5

 

z 1

 

и найти ра-

диус сходимости полученного ряда.

 

z 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Разложить в ряд Лорана функцию ln

 

 

 

 

 

в кольце 2 <

 

 

z + 2

 

 

<3.

 

 

 

 

 

 

 

 

z 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10.

Найти и классифицировать особые точки функции

sin(π z)

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z4 1

 

 

 

11.

Найти вычеты относительно особых точек функции

 

 

 

 

z

 

.

(1ez )(z2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

 

d z

 

 

 

=2 с помощью вычетов.

12.

Вычислить интеграл z(z i) (z 2i) , L:

 

z i

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

411

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

Задания для самостоятельного решения

XV. Комплексные функции

Вариант 16

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 = 12 i 23 в тригонометрической и показательной

формах записи.

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

4.Отобразить на комплексной плоскости область, заданную условиями: z 4 , 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) = ze+z 1 нулю на единичной окружности с центром в начале координат.

π / 2

7. Вычислить интегралы: а) z cos z dz

0

8. Разложить в ряд Тейлора в точке диус сходимости полученного ряда.

9. Разложить в ряд Лорана функцию

 

z

 

 

z 1

 

 

;

б)

 

 

 

dz .

e

z

( z +1 i )

2

 

1+i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z0 =i функцию sin(2z) и найти ра-

5 в кольце 1 < z i <3 .

z2 +1

10.

Найти и классифицировать особые точки функции

 

5 z 4

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z2 4 z +5

11.

Найти вычеты относительно особых точек функции

ez 1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z3

12.

Вычислить интеграл

e

ze z

d z , L :

 

z π i

 

=1 с помощью вычетов.

 

 

 

L

+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

412

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

Задания для самостоятельного решения

XV. Комплексные функции

Вариант 17

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 = −1 + i 2 в тригонометрической и показательной

формах записи.

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

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

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

6.Равен ли интеграл от функции f (z) = z ez нулю на единичной 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 z 0 =5 функцию

3 z

z 2

 

и найти ра-

диус 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

 

 

 

z2 4

 

 

.

(z2 9)(z2 +4)

11.

Найти вычеты относительно особых точек функции

tg (π z )

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 z

12.

Вычислить интеграл

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

 

z

 

=3 с помощью вычетов.

 

 

 

L

z (z 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

413

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

Задания для самостоятельного решения

XV. Комплексные функции

Вариант 18

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 =1+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 12 2 , Im z > −1 .

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.

1+i

 

z 2

 

 

z

sin z

 

dz .

7. Вычислить интегралы: а)

 

 

dz ;

б)

 

z

2

 

( z 1)

2

0

+1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Разложить в ряд Тейлора в точке z0 =1+i функцию zz +1i

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 zctg4z .

11.Найти вычеты относительно особых точек функции sin1 z .

12. Вычислить интеграл

2z +1

 

d z , L :

 

z

 

=

3

с помощью вычетов.

 

 

 

 

2

L z

(z

1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

414

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

Задания для самостоятельного решения

XV. Комплексные функции

Вариант 19

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

z1 = −2 i , z2 =1 +i .

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 усло-

виями: z +1 >1, z + 2 < 2 .

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

6.Равен ли интеграл от функции f (z) =3 zi 4 нулю на единичной ок-

ружности 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 =1 функцию

ch z и найти ра-

диус сходимости полученного ряда.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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

3 z +2

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z2 1

11. Найти вычеты относительно особых точек функции

ez 1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z3

12. Вычислить интеграл

d z

, L:

 

z 1

 

=2 с помощью вычетов.

 

 

(z 2)

2

(z 1)

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

415

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

Задания для самостоятельного решения

XV. Комплексные функции

Вариант 20

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 = 22 +i 22 в тригонометрической и показательной

формах записи.

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

4.Отобразить на комплексной плоскости область, заданную условиями: z 2 , π6 < 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) = 3zz12 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.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Разложить в ряд Лорана функцию

 

 

 

z

 

в кольце 1 <

 

z + 2

 

< 2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z2 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ctg z

 

 

 

10. Найти и классифицировать особые точки функции

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z 4

 

 

11. Найти вычеты относительно особых точек функции

 

2 z 3

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(z2 +1)(z +2)

12. Вычислить интеграл cos3 z d z , L :

 

z

 

 

=1

с помощью вычетов.

 

 

L

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

416

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

Задания для самостоятельного решения

XV. Комплексные функции

Вариант 21

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 = −1 i в тригонометрической и показательной

формах записи.

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

4.Отобразить на комплексной плоскости область, заданную усло-

виями: z +1 >1, z + 2 < 2 .

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) =

 

 

e z

 

 

нулю на единичной ок-

z +

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ружности с центром в начале координат.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Вычислить интегралы: а)

1+i

dz

;

 

 

 

 

б)

z

z 2 2 z

3

 

 

dz .

 

 

 

 

 

 

1 z 2

 

( z 3 i )

2

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3+i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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

 

 

 

в кольце 1 <

 

z + 2

 

<3 .

 

 

 

 

 

 

 

 

z2 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos(π z)

 

10. Найти и классифицировать особые точки функции

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(4z2 1)(z2 +1)

11. Найти вычеты относительно особых точек функции

 

 

 

2 z 3

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(z2 +1)(z +2)

12. Вычислить интеграл

4 z

z43

d z , L :

 

z

 

=1

с помощью вычетов.

 

 

 

L

+

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

417

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

Задания для самостоятельного решения

XV. Комплексные функции

Вариант 22

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 = −3 + i 4 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) = tg 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.

iπ / 2

7. Вычислить интегралы: а) e z dz ;

iπ / 2

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

радиус сходимости полученного ряда.

z

ln z

 

dz .

б)

 

( z 2 )

4

2

 

 

 

 

 

функцию z 2 2 z 3 и найти

9. Разложить в ряд Лорана функцию

3 z 4

в кольце 2 <

 

 

 

2

 

 

 

z +

 

<4 .

 

 

 

 

 

 

 

 

3 z +2

3

 

 

 

 

 

Найти и классифицировать особые точки функции

 

 

 

 

 

z

10.

 

 

 

.

 

 

(z +i)(z 2)2

11.

Найти вычеты относительно особых точек функции

 

 

2 z 3

.

(z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 +1)(z +2)

12.

Вычислить интеграл

d z

, L :

 

z 1

 

= 2 с помощью вычетов.

 

 

(z 2)

2

(z 1)

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

418

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

Задания для самостоятельного решения

XV. Комплексные функции

Вариант 23

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 x2 + 5x +12 = 0 .

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

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 +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 = 2 i

функцию

4 z + 1

 

и найти

 

 

z

радиус сходимости полученного ряда.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Разложить в ряд Лорана функцию

 

 

z 2

 

в кольце 1 <

 

z

 

 

< 4 .

 

 

 

 

2z3 +z2

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos(π z)

 

10.

Найти и классифицировать особые точки функции

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(4z2 1)(z2 +1)

11.

Найти вычеты относительно особых точек функции

1

 

 

 

.

 

 

sin z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12.

Вычислить интеграл

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

 

z

 

=3 с помощью вычетов.

 

 

 

L

z (z 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

419

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]