第二章 解析函数 习题课 1. 试问函数
11?z2在圆盘|z|?1(称为单位圆盘)内是否连续?是否一致连续?
2. 证明函数f(z)?|z|2除去在z?0外,处处不可微。
3. 设函数f(z)在区域D内解析。证明:如果对每一点z?D,有f'(z)?0,那么f(z)在
D内为常数。
4. 设函数f(z)在区域D内解析。证明:如果f(z)满足下列条件之一,那么它在D内为常
数:
(1) Ref(z)或Imf(z)在D内为常数; (2)|f(z)|在D内为常数。
5. 证明:若函数f(z)在上半平面解析,则函数f(z)在下半平面解析。
6. 试用柯西-黎曼条件,证明下列函数在复平面解析:
z,e,sinz,cosz
2z而下列函数不解析:
z,e,sinz,cosz。
7. 证明在极坐标下的柯西-黎曼条件是:
?u1?v?u?v。 ?,??r?rr?????r2z
8. 已知任何区域D内的解析函数f(z)一定有任意阶导数。证明:
(1) f(z)的实部和虚部在D内也有任意阶导数,并且满足拉普拉斯方程:
22?U?x2??U?y2?0(2) 在D内,
(?i22?x??22
)|f(z)|?4|f'(z)|222?y29. 试求出的e2?i、Ln(1?i)、i、1、(?2)值。
10. 由z?sinw及z?cosw所定义w的函数分别称为的反正弦函数和反余弦函数,利用对数函数求出它们的解析表达式。
11. 由
sinhz?e?e2z?z及coshz?e?e2z?z
所定义w的函数分别称为的双曲正弦函数和双曲余弦函数,证明:
sinhz??isiniz, coshz?cosiz, 由此从关于三角函数的有关公式导出:
cosh2z?sinh2z?1,
sinh(z1?z2)?sinhz1coshz2?coshz1sinhz2,
cosh(z1?z2)?coshz1coshz2?sinhz1sinhz2,
sin(x?iy)?sinxcoshy?icosxsinhy, cos(x?iy)?cosxcoshy?isinxsinhy,
dsinhzdzdcoszdz。
?sinhz?coshz,
12. 设两个实变数的函数u(x,y)有偏导数。这一个函数可以写成z?x?iy及z的函数:
u?u(证明:
z?zz?z。
,)22i
?u1?u?u?u1?u?u?(?i),?(?i),?z2?x?y?z2?x?y设复变函数f(z)的实部及虚部分别是u(x,y)及v(x,y),并且它们都有偏导数,求证,对于f(z),柯西-黎曼条件可以写成
?f?z?u?z?v?z。
?0??i
13. 设函数
1在z?0解析,那么我们说ff()z(z)在z??解析。下列函数中,哪些在无穷远
点解析?
e,Ln(zz?1z?11?),z, zmna0?a1z?...?amzb0?b1z?...?bnz
。
14. 在复平面上取上半虚轴作割线。试在所得的区域内分别取定函数
z和Lnz在正实轴
取正实值的一个解析分支,并求它们在上半虚轴左沿的点及右沿的点z?i处的值。
15. 在复平面上取正实轴作割线。试在所得的区域内:
(1) 取定函数z?(?1???0)在正实轴上沿取正实值的一个解析分支,并求这个分支在z??1处的值;在正实轴下沿的值。
(2) 取定函数Lnz在正实轴上沿取实值的一个解析分支,并求这个分支在z??1处的值;
在正实轴下沿的值。
16. 求(1?z2)(1?k2z2)(0?k?1)函数的支点,证明它在线段
1k1k,
??x??1,1?x?的外部,能求在z
17. 研究函数
?0取正值的那个分支。
(z?1)(z?1)(z?2)
zw?3如果规定z?3时,w?0。任作两种适当的割线,求这函数的一个解析分支在z?i的值。
18. 找出下列推理的错误:因为(?z)2?z2,所以2Ln(?z)?2Lnz,因此Ln(?z)?Lnz。