
ТФКП методичка
.pdf
x 8. Š®-ä®à¬-ë¥ ®â®¡à ¦¥-¨ï í«¥¬¥-â à-묨 äã-ªæ¨ï¬¨ |
61 |
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y |
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w = z2 |
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0 |
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x |
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0 |
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u |
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•¨á. 8.2
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y |
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v |
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w = z2 |
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0 |
1 |
x |
0 |
1 u |
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•¨á. 8.3
y |
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w = z2 |
v |
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0 |
x |
2 |
0 |
u |
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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 |
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2) |
¯®«ã¯®«®áã fz : Re z < 0; |
0 < Im z < ¼g - |
¯®«ãªà㣠|
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). |
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y |
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y |
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0 |
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x |
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0 |
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x |
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•¨á. 8.5 |
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y |
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v |
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i¼ |
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w = ez |
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0 |
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x |
¡1 |
0 |
1 |
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•¨á. 8.6 |
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y |
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v |
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i¼ |
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i |
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w = ez |
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0 |
x |
¡1 |
0 |
1 |
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|
•¨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®--
|
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|
y |
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2¼i |
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w = f(z) |
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0 |
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x |
0 |
x |
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•¨á. 8.8 |
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v |
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y |
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i¼ |
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w = f(z) |
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¡1 |
0 |
|
1 |
u |
0 |
x |
|
|
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|
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•¨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®-- |
||||||||||
|
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£¤ ¨ ⮫쪮 ⮣¤ , |
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ä®à¬-®¥ ®â®¡à ¦¥-¨¥ ®¡« á⨠D ½¡C ⮢ |
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ª®£¤ |
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â®çª¨ |
§1 |
1 |
-¥ ¯à¨- ¤«¥¦ â ®¡« á⨠|
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¨ ¤«ï «î¡®© â®çª¨ |
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z 2 D |
â®çª |
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62D. |
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|||
• ¯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)); |
|
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64
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z |
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w |
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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); |
|
|
|
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|
|
z |
|
|
|
w |
|
|
|
a |
|
|
|
|
|
¡1 |
|
a0 = f(a) |
|||
|
0 |
1 ¡ |
|
|
||
|
|
|
1 |
|||
|
1 |
b0 = f(b) |
||||
|
|
|
b |
|
|
|
|
|
|
•¨á. 8.12 |
|
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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 |
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z |
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w |
|
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¡1 |
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1 |
¡1 |
0 |
1 |
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•¨á. 8.13 |
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¡1 |
z |
|
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|
w |
|
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0 |
1 |
¡ |
1 |
0 |
1 |
|
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|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
•¨á. 8.14 |
|
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|
|
|
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 |
; |
|
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v2 |
|
¯
½1 ¯¯ (à¨á. 8.15);
z |
|
i½ |
|
|
|
|
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¡½ |
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½ |
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0 |
1 |
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|
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|
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|
|
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|
¡i½ |
¡a½ |
¡1 0 1 |
a½ |
|
|
||
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|
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|
|||
z |
|
i½ |
|
|
¡ib½ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
¡½ |
|
½ |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
||
|
¡1 |
1 |
|
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|
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|
|
¡i½ |
•¨á. 8.15 |
|
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|
|
|
¢ |
|
|
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 |
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|
® |
|
® |
¡1 |
|
® |
¡1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
•¨á. 8.16 |
|
z |
|
w |
|
|
ei® |
|
|
|
® |
|
® cos ® |
0 |
1 |
0 |
1 |
•¨á. 8.17
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
¡ |
¡ |
|
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¢ |
, - |
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9) |
㣫®¢ãî ®¡« áâì |
f |
z : 0 |
< arg z < ® , £¤¥ |
® 2 |
0; |
¼ |
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
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g |
|
u |
2 |
v |
2 |
2 |
|
|||||
|
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¢-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 |
|
|
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|
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|
|
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|
||
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|
®¡« áâì |
|
|
|
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|
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|||||
|
|
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 |
ei® |
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 |
|
|
|
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|
z |
|
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w |
|
|
|
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|
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|
|
|
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¡1 |
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|
|
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|
w |
|
|
w |
= f |
( |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
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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¨©: |
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´ ¡ 1 |
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³(z) = 2iz; ´(³) = e³; w(´) = ( |
i) |
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´ + 1 |
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•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 |
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ih |
D |
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D1 |
D2 |
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0 |
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x |
¡h20 |
0 |
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•¨á. 8.22 |
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•¨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¥-¨¥. |
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¬ (¡1¢ ; ¡1] ¨ [cos ®; + |
« áâì D - ¯«®áª®áâì á à §à¥§ ¬¨ ¯® «ãç¡ |
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”ã-ªæ¨ï †ãª®¢áª®£® » = f1 |
(z) = |
21 |
z + z1 ®â®¡à ¦ ¥â ®¡- |
+1) (®¡« áâì D1) (à¨á. 8.26).
z |
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D |
» |
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D1 |
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0 |
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¡1 |
1 |
1 |
¡1 |
0 |
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||||
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•¨á. 8.25 |
•¨á. 8.26 |
„஡-®-«¨-¥©- ï äã-ªæ¨ï ´ = f2(») = »¡cos ® |
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®â®¡à ¦ ¥â |
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®¡« áâì D1 - |
®¡« áâì D2, п¢«пойгобп ¯«®бª®бвмо б а §а¥§®¬ |
||||||||||||||
¯® «ãçã [0; +1) (à¨á. 8.24). |
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p D2 - |
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ª®-ä®à¬-® ®â®¡à ¦ ¥â ®¡« |
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¢¥àå-îî ¯®«ã¯«®áª®áâì |
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”ã-ªæ¨ï |
w = f3(´) = |
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j´j |
ei arg ´=2, £¤¥ |
arg ´ |
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2 |
(0; 2¼), |
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fw : Im w > 0g. |
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z |
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1 |
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•ਬ¥à. |
Ž¡« áâì¡ |
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ˆâ ª, äã-ªæ¨ï w = f3 f2 |
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f1(z) |
f |
ï¥âáï ¨áª®¬®©. |
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j |
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j |
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¡ |
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> 1g n [2; 3] (à¨á. 8.27) ª®-ä®à¬-® ®â®¡à §¨âì - |
¢¥àå-îî ¯®- |
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«ã¯«®áª®áâì. |
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”ã-ªæ¨ï » = f1(z) = z1 |
®â®¡à ¦ ¥â ®¡« áâì D - |
®¡« áâì |