《复变函数与积分变换》期末考试试卷及答案[1] 下载本文

?u?v?u?v??? ?x?y?y?x2x?ay?dx?2yax?2by??2cx?dy,

a?2,d?2,,a??2c,2b??d,c??1,b??1,

给出C-R条件6分,正确求导给2分,结果正确2分。

ezdz其中C是正向圆周: (2).计算?C2(z?1)z解:本题可以用柯西公式\\柯西高阶导数公式计算也可用留数计算洛朗展开计算,仅给出用前者计算过程

ez因为函数f(z)?在复平面内只有两个奇点z1?0,z2?1,分别以z1,z22(z?1)z为圆心画互不相交互不包含的小圆

c1,c2且位于c内

ez?C(z?1)2zdz??C1ezez(z?1)2zdzdz?? 2C2z(z?1)?2?i

z?0ezez?2?i()??2?izz?1(z?1)2无论采用那种方法给出公式至少给一半分,其他酌情给分。

z15(3).?dz

z?3(1?z2)2(2?z4)3解:设f(z)在有限复平面内所有奇点均在:z?3内,由留数定理

z15?z?3(1?z2)2(2?z4)3dz??2?iRes[f(z),?] -----(5分) 11?2?iRes[f()2] ----(8分)

zz1()15111z f()2?12143z2zz(1?2)(2?())zz111f()2?有唯一的孤立奇点z?0, zzz(1?z2)2(2z4?1)3共6页第 5 页

11111Res[f()2,0]?limzf()2?lim?1 2243zzzzz?0z?0(1?z)(2z?1)z15??dz?2?i --------(10分)

z?3(1?z2)2(2?z4)3z(z2?1)(z?2)32(z?3)(4)函数f(z)?在扩充复平面上有什么类型的奇3(sin?z)点?,如果有极点,请指出它的级. 解

z(z2?1)(z?2)3(z?3)2f(z)?的奇点为z?k,k?0,?1,?2,?3,?,?3(sin?z)(1)z?k,k3?0,?1,?2,?3,?为(sin?z)?0的三级零点,

(2)z?0,z??1,为f(z)的二级极点,z??2是f(z)的可去奇点, (3)z(4)z?3为f(z)的一级极点,

?2,?3,?4?,为f(z)的三级极点;

(5)?为f(z)的非孤立奇点。

备注:给出全部奇点给5分 ,其他酌情给分。 四、(本题14分)将函数f(z)?1在以下区域内展开成罗朗级数; 2z(z?1)(1)0?z?1?1,(2)0?z?1,(3)1?z??

解:(1)当0?z?1?1

111f(z)?2??[]?

z(z?1)(z?1)(z?1?1)?1nn?[]?[(?1)(z?1)]? 而?(z?1?1)n?0??(?1)nn(z?1)n?1

n?0?f(z)??(?1)n?1n(z?1)n?2 -------6分

n?0?共6页第 6 页

(2)当0?z?1

111?f(z)?2??2=

z2z(z?1)z(1?z)?nz? n?0????zn?2 -------10分

n?0(3)当1?z??

11f(z)?2?z(z?1)z3(1?1)

z1f(z)?3z每步可以酌情给分。

?1n1()???n?3 ------14分 zzn?0n?0?五.(本题10分)用Laplace变换求解常微分方程定解问题:

?y??(x)?5y?(x)?4y(x)?e?x ??y(0)?1?y?(0)?1解:对y(x)的Laplace

变换记做L(s),依据Laplace变换性质有

1 …(5分) s?1s2L(s)?s?1?5(sL(s)?1)?4L(s)?整理得

11?(s?1)(s?1)(s?4)s?11111???? …(7分) 10(s?1)6(s?1)15(s?4)s?1151 ???10(s?1)6(s?1)15(s?4)L(s)?y(x)?六、(6分)求

1?x5x14xe?e?e …(10分) 10615??tf(t)?e??(??0)的傅立叶变换,并由此证明:

cos?t???td??e 22?2????0??t?i?tF(?)?ee解:?????dt (??0) --------3分

共6页第 7 页

F(?)??e??0?i?tedt??e?i?te??tdt (??0)

0??0?t????e??0(??i?)tdt??e?(??i?)tdt (??0)

?e?(??i?)t???e(??i?)t0??i?????i? (??0)

0F(?)?112?? ?2 (??0) ------4分 2??i???i????1??i?tf(t)?eF(?)d? (??0)- -------5分 ?2???1?2??????ei?t2?d? (??0) 22?????(cos?t?isin?t)d? (??0)

?????2??21???2?????0cos?tid? ? 22?????sin?t????2??2d? (??0)

??f(t)?2?????0cos?td? (??0), -------6分 22?????cos?t???td??e 22?2????0

共6页第 8 页