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

ТФКП методичка

.pdf
Скачиваний:
60
Добавлен:
03.06.2015
Размер:
653.46 Кб
Скачать

x 8. Š®-ä®à¬-ë¥ ®â®¡à ¦¥-¨ï í«¥¬¥-â à-묨 äã-ªæ¨ï¬¨

61

 

y

 

w = z2

v

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

x

 

0

 

 

 

 

 

u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

•¨á. 8.2

 

y

 

 

v

 

 

 

 

 

w = z2

 

¡1

0

1

x

0

1 u

 

 

 

 

•¨á. 8.3

y

 

w = z2

v

 

ai

 

 

 

 

 

 

0

x

2

0

u

 

 

¡a

 

 

v2 > 4a2(u + a2)

•¨á. 8.4

¤¢ãå à §«¨ç-ëå â®ç¥ª z1; z2, â ª¨å, çâ® z2 = z1 + 2¼ki, £¤¥ k 2

2Z.

¯à¨¬¥à, äã-ªæ¨ï w = ez ª®-ä®à¬-® ®â®¡à ¦ ¥â

1) ¯®«®áã fz : 0 < Im z < ¼g - ¢¥àå-îî ¯®«ã¯«®áª®áâì fw : Im w > 0g (à¨á. 8.5);

62

 

 

 

2)

¯®«ã¯®«®áã fz : Re z < 0;

0 < Im z < ¼g -

¯®«ãªàã£

fw : jwj < 1; Im w > 0g (à¨á. 8.6);

0 < Im z < ¼g -

 

3)

¯®«ã¯®«®áã fz : Re z > 0;

®¡« áâì

fw : jwj > 1; Im w > 0g (à¨á. 8.7).

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

w = ez

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡1

1

 

0

 

x

 

0

 

x

 

 

•¨á. 8.5

 

 

 

 

y

 

 

 

v

 

 

 

w = ez

 

 

 

 

0

 

x

¡1

0

1

u

 

 

•¨á. 8.6

 

 

 

 

y

 

 

v

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

w = ez

 

 

 

 

0

x

¡1

0

1

u

 

 

 

 

•¨á. 8.7

3. ‹®£ à¨ä¬¨ç¥áª ï äã-ªæ¨ï. Œ-®£®§- ç- ï äã-ªæ¨ï w = Ln z à ᯠ¤ ¥âáï - ॣã«ïà-ë¥ ¢¥â¢¨ ¢® ¢á类© ®¤-®á-

¢ï§-®© ®¡« á⨠G ½ C, -¥ ᮤ¥à¦ 饩 â®ç¥ª 0 ¨ 1. Š ¦¤ ï

ॣã«ïà- ï ¢¥â¢ì f(z) 2 Ln z ¢ â ª®© ®¡« á⨠G ï¥âáï ®¤-®- «¨áâ-®© äã-ªæ¨¥© (â ª ª ª ®¡à â- ï ª -¥© äã-ªæ¨ï ez ï¥âáï

®¤-®§- ç-®©), ¯®í⮬ã íâ ¢¥â¢ì f(z) ®áãé¥á⢫ï¥â ª®-ä®à¬-®¥

x 8. Š®-ä®à¬-ë¥ ®â®¡à ¦¥-¨ï í«¥¬¥-â à-묨 äã-ªæ¨ï¬¨

63

®â®¡à ¦¥-¨¥ ®¡« á⨠G - ®¡« áâì f(G), ª®â®à®¥

ï¥âáï ®¡-

à â-ë¬ ª ®â®¡à ¦¥-¨î ®¡« á⨠f(G) - ®¡« áâì

G äã-ªæ¨¥©

w = ez. • ¯à¨¬¥à, ॣã«ïà- ï ¢¥â¢ì f(z) äã-ªæ¨¨ Ln z ª®--

 

 

 

 

 

y

 

 

 

y

 

 

2¼i

 

 

 

 

 

w = f(z)

 

 

 

 

 

¼i

 

 

 

 

 

 

 

 

¡1

0

 

x

0

x

 

 

 

•¨á. 8.8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w = f(z)

 

¡1

0

 

1

u

0

x

 

 

 

 

 

•¨á. 8.9

ä®à¬-® ®â®¡à ¦ ¥â

1)¯«®áª®áâì C á à §à¥§®¬ ¯® «ãçã [0; +1) - ¯®«®áã 0 < < Im w < 2¼ (¥á«¨ f(¡1) = ¼i) (à¨á. 8.8);

2)

®¡« áâì fz : Im z > 0; jzj

> 1g -

 

¯®«ã¯®«®áã fw : 0

<

 

< Im w < ¼; Re w > 0g (¥á«¨ f(2 + i0) = ln 2) (à¨á. 8.9).

 

4. ”ã-ªæ¨ï †ãª®¢áª®£® w = 21 z

+ z1

®áãé¥á⢫ï¥â ª®--

 

 

 

 

 

 

 

 

 

£¤ ¨ ⮫쪮 ⮣¤ ,

ä®à¬-®¥ ®â®¡à ¦¥-¨¥ ®¡« á⨠D ½¡C ⮢

 

 

 

ª®£¤

 

â®çª¨

§1

1

-¥ ¯à¨- ¤«¥¦ â ®¡« áâ¨

D

¨ ¤«ï «î¡®© â®çª¨

z 2 D

â®çª

 

 

 

 

 

 

 

 

z

62D.

 

 

 

 

 

 

 

• ¯à¨¬¥à, äã-ªæ¨ï †ãª®¢áª®£® ª®-ä®à¬-® ®â®¡à ¦ ¥â

 

1)

¢¥àå-îî ¯®«ã¯«®áª®áâì fz : Im z

> 0g - ¯«®áª®áâì C

 

á à §à¥§ ¬¨ ¯® «ãç ¬ (¡1; ¡1]

 

¨

[1; +1),

â. ¥.

-

 

C n ((¡1; ¡1] [ [1; +1)) (à¨á. 8.10);

 

 

0g

 

2)

-¨¦-îî

 

¯®«ã¯«®áª®áâì

fz : Im z

<

-

 

C n ((¡1; ¡1] [ [1; +1));

 

 

 

 

 

 

 

64

 

z

 

 

w

 

 

0 a

b

1

1

b0 = f(b)

¡

1

1

a0 = f(a)

 

 

¡

 

 

 

 

 

•¨á. 8.10

 

 

3) ¥¤¨-¨ç-ë© ªà㣠fz : jzj < 1g - ¯«®áª®áâì C á à §à¥§®¬ ¯®

®â१ªã [¡1; 1], â. ¥. -

C n [¡1; 1] (à¨á. 8.11);

z

 

 

w

 

 

a

 

¡1

 

b0 = f(b)

0

1 ¡1

a0 = f(a) 1

b

 

 

 

•¨á. 8.11

 

 

4)

¢-¥è-®áâì ¥¤¨-¨ç-®£® ªà㣠(â. ¥. fz : jzj > 1g) - C n [¡

 

¡1; 1] (à¨á. 8.12);

 

 

 

 

 

z

 

 

 

w

 

 

a

 

 

 

 

 

¡1

 

a0 = f(a)

 

0

1 ¡

 

 

 

 

 

1

 

1

b0 = f(b)

 

 

 

b

 

 

 

 

 

•¨á. 8.12

 

 

5)

®¡« áâì fz : Im z > 0; jzj > 1g -

¢¥àå-îî ¯®«ã¯«®áª®áâì

 

fw : Im w > 0g (à¨á. 8.13);

 

 

6)

¯®«ãªà㣠fz : jzj < 1; Im z < 0g -

¢¥àå-îî ¯®«ã¯«®áª®áâì

 

fw : Im w > 0g (à¨á. 8.14);

 

 

x 8. Š®-ä®à¬-ë¥ ®â®¡à ¦¥-¨ï í«¥¬¥-â à-묨 äã-ªæ¨ï¬¨

65

z

i

 

w

 

 

 

 

 

 

 

 

¡1

 

1

¡1

0

1

 

 

 

•¨á. 8.13

 

 

 

 

¡1

z

 

 

 

w

 

 

0

1

¡

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

•¨á. 8.14

 

 

 

 

7) ®¡« áâì fz : jzj > ½ > 1g (¨ ªà㣠fz : jzj < 1=½g) -

¢-¥è-

-®áâì í««¨¯á

½w = u + iv :

u2

 

 

£¤¥ a½ = 21

 

a½2

³½ + ½1 ´, b½ = 21

¯½ ¡

 

 

 

¯

 

 

 

 

¯

 

+ b½2 > 1¾

;

 

v2

 

¯

½1 ¯¯ (à¨á. 8.15);

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡½

 

 

½

w

 

 

 

 

¡1

0

1

 

 

 

 

 

 

ib½

 

 

 

 

 

 

¡i½

¡a½

¡1 0 1

a½

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

¡ib½

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡½

 

½

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

¡1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

¡i½

•¨á. 8.15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¢

 

8) 㣫®¢ãî ®¡« áâì fz : ® <2arg z <2¼ ¡ ®g, £¤¥ ® 2

0; ¼2

, -

¢-¥è-®áâì £¨¯¥à¡®«ë u

v

® = 1 (à¨á.

8.16);

 

 

 

 

cos2 ® ¡ sin2

 

 

 

 

 

¡

 

66

 

i

 

 

 

 

®

 

®

¡1

 

®

¡1

0

1

0

1

 

 

 

 

 

 

•¨á. 8.16

 

z

 

w

 

 

e

 

 

 

®

 

® cos ®

0

1

0

1

•¨á. 8.17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡

¡

 

 

¢

, -

 

9)

㣫®¢ãî ®¡« áâì

f

z : 0

< arg z < ® , £¤¥

® 2

0;

¼

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

g

 

u

2

v

2

2

 

 

 

¢-ãâà¥--®áâì ¯à ¢®© ¢¥â¢¨ £¨¯¥à¡®«ë

 

 

 

 

 

 

= 1 á

 

 

à §à¥§®¬ ¯® «ãçã [1; +1) (à¨á. 8.17);

cos2 ®

 

sin2 ®

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10)

㣫®¢ãî

®¡« áâì

fz : 0 < arg z < ¼ ¡ ®; jzj > 1g;

(à¨á. 8.18)

 

¼

 

 

 

 

 

 

 

£¤¥ ®

2 ¡

0;

2 ¢, -

 

 

u2

 

v2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

®¡« áâì

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

½w = u + iv :

 

¡

 

> 1; u > 0; v > 0¾:

 

 

 

cos2 ®

sin2 ®

 

5.

”ã-ªæ¨ï, ®¡à â- ï ª äã-ªæ¨¨

†ãª®¢áª®£®.

 

 

 

 

Œ-®£®§- ç- ï äã-ªæ¨ï w = z + pz2 ¡ 1, ïîé ïáï ®¡-

à â-®© ª äã-ªæ¨¨ †ãª®¢áª®£®, ¢ «î¡®© ®¤-®á¢ï§-®© ®¡« á⨠G ½ C, -¥ ᮤ¥à¦ 饩 å®âï ¡ë ®¤-®© ªà¨¢®©, ᮥ¤¨-ïî饩

x 8. Š®-ä®à¬-ë¥ ®â®¡à ¦¥-¨ï í«¥¬¥-â à-묨 äã-ªæ¨ï¬¨

67

z

e

w

 

 

 

 

 

®

®

 

0

1

0 cos ® 1

 

•¨á. 8.18

â®çª¨ z = §1, à ᯠ¤ ¥âáï - ¤¢¥ ॣã«ïà-ë¥ ¢¥â¢¨. ‚áïª ï ॣã«ïà- ï ¢ ®¡« á⨠G ¢¥â¢ì äã-ªæ¨¨ w = z + pz2 ¡ 1 ï-

¥âáï ®¤-®«¨áâ-®© (â ª ª ª ®¡à â- ï ª -¥© äã-ªæ¨ï †ãª®¢áª®£® ï¥âáï ®¤-®§- ç-®©).

¯à¨¬¥à, ॣã«ïà-ë¥ ¢¥â¢¨ f1(z) ¨ f2(z) ®¡à â-®© äã-ªæ¨¨

ªäã-ªæ¨¨ †ãª®¢áª®£® ª®-ä®à¬-® ®â®¡à ¦ îâ

1)¯«®áª®áâì á à §à¥§®¬ ¯® ®â१ªã [¡1; 1] - ¢-¥è-®áâì ¥¤¨-

-¨ç-®£® ªà㣠(¥á«¨ ¡à âì f1(z) â ªãî, çâ® f1(1) = 1) ¨«¨ - ¢-ãâà¥--®áâì ¥¤¨-¨ç-®£® ªà㣠(¥á«¨ ¡à âì f2(z)

â ªãî, çâ® f2(1) = 0) (à¨á. 8.19);

2)¯«®áª®áâì á à §à¥§ ¬¨ ¯® «ãç ¬ (¡1; ¡1] ¨ [1; +1) -

¢¥àå-îî ¯®«ã¯«®áª®áâì (¥á«¨ ¡à âì f1(z) â ªãî, çâ® f1(0) = i) ¨«¨ - -¨¦-îî ¯®«ã¯«®áª®áâì (¥á«¨ ¡à âì f2(z) â ªãî, çâ® f2(0) = ¡i) (à¨á. 8.20);

3) ¢¥àå-îî ¯®«ã¯«®áª®áâì fz : Im z > 0g - ®¡« áâì

fw : Im w > 0; jwj > 1g (¥á«¨ ¡à âì f1(z) â ªãî, çâ® f1(0+ + i0) = i) ¨«¨ - ®¡« áâì fw : jwj < 1; Im w < 0g (¥á«¨

¡à âì f2(z) â ªãî, çâ® f2(0 + i0) = ¡i) (à¨á. 8.21).

6. ’ਣ®-®¬¥âà¨ç¥áª¨¥ ¨ £¨¯¥à¡®«¨ç¥áª¨¥ äã-ªæ¨¨.

Žá-®¢-ë¥ âਣ®-®¬¥âà¨ç¥áª¨¥ ¨ £¨¯¥à¡®«¨ç¥áª¨¥ äã-ªæ¨¨ ¬®¦-® à §«®¦¨âì ¢ á㯥௮§¨æ¨î 㦥 à -¥¥ à áᬮâà¥--ëå í«¥¬¥-â à-ëå äã-ªæ¨©.

68

w

a0 = f1(a)

 

z

 

 

 

 

)

¡1

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

f1

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

¡1

 

b 1

 

 

 

 

w

 

 

w

= f

(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

z)

¡1

 

 

 

 

 

 

 

0

b0 = f1(b)

b0 = f2(b)

0

a0 = f2(a)

1

1

•¨á. 8.19

z

) z ( f1 = w

a

¡1 1 b

w

b0 = f1(b)

¡1 0 1 a0 = f1(a)

w

w

=

 

 

 

 

 

 

 

 

f

(

 

 

2

z

 

 

 

 

)

•¨á. 8.20

a0 = f2(a)

¡1 0 1 b0 = f(b)

• ¯à¨¬¥à, äã-ªæ¨ï w(z) = ch z §¨æ¨¥© ¤¢ãå äã-ªæ¨©:

³(z) = ez; w(³) =

= ez+e¡z

2 ï¥âáï á㯥௮-

2

µ³ +

³

:

1

 

1

 

 

”ã-ªæ¨ï

w(z) = tg z =

sin z

=

1

eiz ¡ e¡iz

= (

 

i)

e2iz ¡ 1

cos z

i

 

¢ eiz + e¡iz

¡

 

 

 

 

e2iz + 1

x 8. Š®-ä®à¬-ë¥ ®â®¡à ¦¥-¨ï í«¥¬¥-â à-묨 äã-ªæ¨ï¬¨

69

 

 

 

 

)

 

 

 

z

 

 

(

 

 

 

f1

 

z

=

 

 

w

 

 

 

 

 

 

 

a

b

 

 

 

¡1

1

 

 

 

 

w

= f

 

 

 

 

(

 

 

 

2

 

 

 

 

z

 

 

 

 

)

w a0

b0

¡1 1

w

¡1

b0 1

a0

•¨á. 8.21

ï¥âáï á㯥௮§¨æ¨¥© âà¥å äã-ªæ¨©:

 

´ ¡ 1

 

³(z) = 2iz; ´(³) = e³; w(´) = (

i)

:

´ + 1

¡

 

 

•ਬ¥àë á à¥è¥-¨ï¬¨

•ਬ¥à. • ©â¨ ª®-ä®à¬-®¥ ®â®¡à ¦¥-¨¥ ®¡« á⨠D, ï¢- «ïî饩áï ¢¥àå-¥© ¯®«ã¯«®áª®áâìî fz : Im z > 0g á à §à¥§®¬ ¯® ®â१ªã [0; ih], £¤¥ h > 0 (à¨á. 8.22), - ¢¥àå-îî ¯®«ã¯«®áª®áâì

fw : Im w > 0g.

y

 

 

 

 

ih

D

 

D1

D2

 

 

0

 

x

¡h20

0

 

•¨á. 8.22

 

•¨á. 8.23

•¨á. 8.24

•¥è¥-¨¥. 2

”ã-ªæ¨ï » = f1(z) = z ®¤-®«¨áâ- - ®¡« á⨠D ¨ ª®--

ä®à¬-® ®â®¡à ¦ ¥â ®¡« áâì D - ®¡« áâì D1, п¢«пойгобп ¯«®áª®áâìî á à §à¥§®¬ ¯® «ãçã [¡h2; +1) (à¨á. 8.23).

”ã-ªæ¨ï ´ = f2(») = » + h2 ª®-ä®à¬-® ®â®¡à ¦ ¥â ®¡« áâì D1 - ®¡« áâì D2, п¢«пойгобп ¯«®бª®бвмо б а §а¥§®¬ ¯® «гзг [0; +1) (à¨á. 8.24).

70

p

”ã-ªæ¨ï w = f3(´) = j´jei arg ´=2, £¤¥ arg ´ 2 (0; 2¼), ª®-ä®à¬-® ®â®¡à ¦ ¥â ®¡« áâì D2 - ¢¥àå-îî ¯®«ã¯«®áª®áâì

fIm w > 0g.

ˆâ ª, äã-ªæ¨ï w = f3¡f2¡f1(z)¢¢ ª®-ä®à¬-® ®â®¡à ¦ ¥â ®¡« áâì D - ®¡« áâì fw : Im w > 0g.

•ਬ¥à. • ©â¨ ª®-ä®à¬-®¥ ®â®¡à ¦¥-¨¥ ®¡« á⨠D, ï¢- «ïî饩áï ¢¥àå-¥© ¯®«ã¯«®áª®áâìî fz : Im z > 0g á à §à¥§®¬ ¯® ¤ã£¥ ®ªàã¦-®á⨠fz : jzj = 1; 0 6 arg z 6 ®g, £¤¥ 0 < ® < < ¼ (à¨á. 8.25), - ¢¥àå-îî ¯®«ã¯«®áª®áâì.

•¥è¥-¨¥.

 

 

¬ (¡1¢ ; ¡1] ¨ [cos ®; +

« áâì D - ¯«®áª®áâì á à §à¥§ ¬¨ ¯® «ãç¡

”ã-ªæ¨ï †ãª®¢áª®£® » = f1

(z) =

21

z + z1 ®â®¡à ¦ ¥â ®¡-

+1) (®¡« áâì D1) (à¨á. 8.26).

z

 

D

»

 

 

 

 

 

 

D1

 

 

 

 

 

 

®

 

cos ®

0

¡1

1

1

¡1

0

 

 

 

•¨á. 8.25

•¨á. 8.26

„஡-®-«¨-¥©- ï äã-ªæ¨ï ´ = f2(») = »¡cos ®

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

»+1

®â®¡à ¦ ¥â

®¡« áâì D1 -

®¡« áâì D2, п¢«пойгобп ¯«®бª®бвмо б а §а¥§®¬

¯® «ãçã [0; +1) (à¨á. 8.24).

 

p D2 -

 

 

 

 

 

 

 

 

ª®-ä®à¬-® ®â®¡à ¦ ¥â ®¡«

 

¢¥àå-îî ¯®«ã¯«®áª®áâì

”ã-ªæ¨ï

w = f3(´) =

 

 

j´j

ei arg ´=2, £¤¥

arg ´

 

2

(0; 2¼),

fw : Im w > 0g.

 

áâì

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D¡

=

 

¢¢z : Re z >

0;

 

z

 

1

>

•ਬ¥à.

Ž¡« áâì¡

 

 

 

ˆâ ª, äã-ªæ¨ï w = f3 f2

 

f1(z)

f

ï¥âáï ¨áª®¬®©.

 

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j

 

¡

 

> 1g n [2; 3] (à¨á. 8.27) ª®-ä®à¬-® ®â®¡à §¨âì -

¢¥àå-îî ¯®-

«ã¯«®áª®áâì.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

•¥è¥-¨¥.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

”ã-ªæ¨ï » = f1(z) = z1

®â®¡à ¦ ¥â ®¡« áâì D -

®¡« áâì