книги / Теория функций комплексного переменного
..pdfЗадание 7. Найти область плоскости W , в которую ото-
|
|
|
|
z |
|
≤1 |
|
|
|
|
|||
бражается с помощью функции w = |
1 |
область D : |
|
|
|
|
|
Re z ≤ 0 |
|||||
|
z |
Im z ≥0 |
||||
|
|
|||||
|
|
|
||||
плоскости Z. |
|
|
|
|
|
|
Задание 8. Найти все лорановские разложения данной
функции f (z) |
по степеням z − z0. Указать главную и правиль- |
||||||||
ную части ряда. |
|
|
|
|
|
|
|
||
а) f (z) = |
|
5z +50 |
|
, z0 =0 ; |
|||||
25z +5z2 −2z3 |
|||||||||
б) f (z) = |
4 |
z +2 |
|
|
, |
z0 = −1−2i. |
|||
(z −1)(z |
+3) |
||||||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
z |
||
Задание 9. Функцию |
f (z) |
= ze |
(z−3i)2 |
разложить в ряд Ло- |
рана в окрестности точки z0 =3i.
Задание 10. Для функции f (z) найти изолированные осо-
бые точки, провести их классификацию, вычислить вычеты относительно найденных точек.
а) |
f (z) = |
sin2 πz |
; |
||
(z2 −π2 )2 |
|||||
|
|
|
|||
б) |
f (z) = |
chz |
. |
|
|
|
|
||||
|
|
z4 |
|
||
Задание 11. Вычислить интеграл от функции комплексно- |
|||||
го переменного: |
|
||||
∫ |
z Re z2dz; АВ – отрезок прямой zA = 0; zB =1+2i. |
AB
Задание 12. Вычислить интегралы, используя теорему Коши о вычетах.
171
а) |
∫ |
|
eiz dz |
|
; |
|
|||
( z −π) |
3 |
|
|||||||
|
z |
=4 |
|
|
|
||||
б) |
|
∫ |
|
cos z + z |
dz. |
||||
|
|
z |
2 |
|
|
||||
|
z+i |
=1 |
|
|
|
|
Задание 13. Вычислить интегралы с помощью вычетов.
|
∞ |
|
|
|
x2 +4 |
|
|
|
|
|
|||||
1. |
∫ |
|
|
|
|
|
|
|
|
dx . |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|||||||
|
−∞ (x2 +9) |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
∞ xsin |
x |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|||||||||
2. |
∫ |
|
|
|
|
|
dx . |
|
|
|
|||||
|
x |
2 |
|
|
|
|
|
||||||||
|
0 |
|
|
+4 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
2π |
|
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
||||
3. |
∫ |
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
4 |
3 sin x −7 |
||||||||||||||
|
0 |
|
|
||||||||||||
|
2π |
|
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
||||
4. |
∫ |
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
( |
|
3 +cos x) |
2 |
||||||||||||
|
0 |
|
|
|
|
|
172
Вариант № 22
Задание 1
а) Найти модуль и аргумент чисел z1 = −4 +3i и z2 = = 3 −4i. Изобразить числа на комплексной плоскости. Представить числа в тригонометрической и показательной форме.
|
б) Найти: ( z1 z2 )2 , z2 |
|
, 5 z1 + z2 . |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z1 |
|
|
|
|
|
|
||
|
Задание 2. Вычислить значение функции |
f (z) |
в точке |
|||||||||||||||||||
z0 , |
ответ представить в алгебраической форме комплексного |
|||||||||||||||||||||
числа: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
а) f (z) = Ln z, z0 =1−i; |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
б) f (z) = Arctg z, |
|
z0 = − |
i |
. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
||
|
Задание 3. Указать область дифференцируемости функ- |
|||||||||||||||||||||
ции |
f (z) = sh (i − z) |
|
и вычислить производную. Выделить |
|||||||||||||||||||
действительную и мнимую части полученной производной. |
||||||||||||||||||||||
|
Задание 4. Определить вид кривой z = 2e2it |
− |
1 |
. |
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
e2it |
|
|
|
|
|
Задание 5. Построить область плоскости |
z, определяе- |
||||||||||||||||||||
мую данными неравенствами: |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
z −1 |
|
>1, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
а) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 ≤ Re z <3, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
−1 ≤ Im z < 0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
б) |
1− |
|
≥ |
|
z −0, 25 |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Задание 6. Проверить, может ли функция |
v =1− |
|
|||||||||||||||||||
|
|
x2 + y2 |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
быть мнимой частью некоторой аналитической функции f (z), если да – восстановить ее при условии f (1) =1+i.
173
Задание 7. Найти область плоскости W , |
в которую ото- |
||||||||||
бражается с |
|
помощью |
функции |
w = 1 |
область D : |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z |
|
|
−4 ≤ Re z ≤ 4 |
плоскости Z. |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
0 ≤ Im z ≤8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задание 8. Найти все лорановские разложения данной |
|||||||||||
функции f (z) |
по степеням z − z0. Указать главную и правиль- |
||||||||||
ную части ряда. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
а) f (z) = |
|
|
3z +36 |
|
, z0 =0 ; |
|
|
|
|||
|
18z2 +3z3 − z4 |
|
|
|
|||||||
б) f (z) = |
|
4 |
|
z +2 |
|
|
, z0 =3 +i. |
|
|||
|
(z |
−1)( z + |
3) |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Задание 9. Функцию |
f (z) = z sh |
πz |
|
разложить в ряд |
|||||||
z −π |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Лорана в окрестности точки z0 = π.
Задание 10. Для функции f (z) найти изолированные осо-
бые точки, провести их классификацию, вычислить вычеты относительно найденных точек.
а) f (z) = |
ez2 −1 |
; |
|
z3 −iz2 |
|||
|
|
||
б) f (z) = |
2 +sin |
2 . |
|
|
z |
z |
Задание 11. Вычислить интеграл от функции комплексного переменного:
∫ (2x +1)dz; AB :{y = x3; zA = 0; zB =1+i}.
AB
Задание 12. Вычислить интегралы, используя теорему Коши о вычетах.
а) ∫ |
cos z |
2 |
dz; |
|||||
|
2 |
|
||||||
|
z+3 |
|
=2 |
z |
|
−4 |
|
|
|
|
|
|
174
zez − z −1 б) ∫ z3 dz.
z =1
Задание 13. Вычислить интегралы с помощью вычетов.
|
∞ |
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1. |
∫ |
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
( |
x |
2 |
+1 |
5 |
|
|
|
|
|
||||||
|
−∞ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
∞ |
|
|
|
sin 2x |
|
|
|
|
|
|||||
2. |
∫ |
|
|
|
|
|
dx . |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
( |
x |
2 |
− x +1 |
2 |
|||||||||||
|
−∞ |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
) |
|
|
|
|
||
|
2π |
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. |
∫ |
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
4sin x + |
5 |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
0 |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
2π |
|
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
||||
4. |
∫ |
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
(2 |
+ |
3 cos x) |
2 |
||||||||||||
|
0 |
|
|
175
Вариант № 23
Задание 1
а) Найти модуль и аргумент чисел z1 = −2 −2i и z2 = = 1+3i. Изобразить числа на комплексной плоскости. Представить числа в тригонометрической и показательной форме.
б) Найти: z |
z , z1 |
, 4 z3 . |
1 |
2 |
z2 |
2 |
||
Задание 2. |
Вычислить значение функции f (z) в точке |
z0 , ответ представить в алгебраической форме комплексного числа:
а) f (z) = tg z, z0 = |
π |
+i; |
||
|
|
|
3 |
|
б) f (z) = ez , |
z0 = |
1 |
− |
πi. |
|
|
2 |
|
4 |
Задание 3. Указать область дифференцируемости функции f (z) = Arctg (iz) и вычислить производную. Выделить действительную и мнимую часть полученной производной.
Задание 4. Определить вид кривой z =11+−tt +i 22 +−tt .
Задание 5. Построить область плоскостиz , определяемую данными неравенствами:
|
|
|
|
|
z +i |
|
<1, |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||
а) |
|
|
|
|
|
3π |
|
≤ arg z ≤ − |
π |
. |
|||||
|
|
||||||||||||||
|
− |
4 |
|
|
4 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
z |
|
−2 ≤ Re z, |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||
б) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
− |
|
z |
|
> Re z. |
|
|
||||||||
|
2 |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задание 6. Проверить, может ли функция u =e−y cos x + x быть действительной частью некоторой аналитической функции f (z), если да – восстановить ее при условии f (0) =1.
176
Задание 7. Найти область плоскости W , в которую отобра-
жается с помощью функции |
w = |
1 |
область |
−1 ≤ Re z ≤1 |
||||||
|
D : |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
z |
|
|
−2 ≤ Im z ≤ 0 |
|
плоскости Z. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задание 8. Найти все лорановские разложения данной |
||||||||||
функции f (z) |
по степеням z − z0. |
Указать главную и правиль- |
||||||||
ную части ряда. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
а) f (z) = |
|
7z +98 |
|
|
, z0 = 0; |
|
||||
49z +7z2 −2z3 |
|
|
||||||||
б) f (z) = |
4 |
z +2 |
|
|
, z0 = 2 −2i. |
|
||||
(z −1)(z |
+3) |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
Задание 9. Функцию |
f (z) = |
z sin π |
z +2 |
разложить в ряд |
||||||
z |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Лорана в окрестности точки z0 = 0.
Задание 10. Для функции f (z) найти изолированные осо-
бые точки, провести их классификацию, вычислить вычеты относительно найденных точек.
а) f (z) = |
|
z2 −4 |
|
; |
z6 +4z5 +4z4 |
||||
б) f (z) = cos |
1 −sin |
2 −πz . |
||
|
|
z |
2z |
Задание 11. Вычислить интеграл от функции комплексного переменного:
∫ zzdz; |
AB :{ |
|
z |
|
=1;Re z ≥ 0;Im z ≥ 0} BC – отрезок zB =1, zC = 0. |
||||||
|
|
||||||||||
ABC |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Задание 12. Вычислить интегралы, используя теорему |
|||||||||||
Коши о вычетах. |
|
|
|||||||||
а) ∫ |
|
eiz dz |
|
; |
|||||||
|
|
|
|
|
|
3 |
|||||
|
z |
|
=4 ( z −π) |
177 |
|||||||
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z2 + ch z
б) ∫ z3 dz.
z =1
Задание 13. Вычислить интегралы с помощью вычетов.
|
∞ |
|
|
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
|
|
||
1. |
∫ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
(x2 |
+ 2) |
2 |
|
(x2 |
+10) |
2 |
|||||||||
|
−∞ |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
∞ |
|
|
|
sin 2x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2. |
∫ |
|
|
|
|
|
|
dx . |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
( |
x |
2 |
+ x + |
1 |
2 |
|
|
|
|
|||||||
|
−∞ |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
) |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
2π |
|
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. |
∫ |
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
3sin x + 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
2π |
|
|
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
|
|
||
4. |
∫ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
( 13 + 2 |
|
3 cos x) |
2 |
|||||||||||||
|
0 |
|
|
|
|
|
178
Вариант № 24
Задание 1
а) Найти модуль и аргумент чисел z1 = 1−i и z2 = 1−i . Изобразить числа на комплексной плоскости. Представить числа в тригонометрической и показательной форме.
|
б) Найти: ( |
|
)2 , z1 |
, 3 z1 + z2 . |
|
|
z1 z2 |
|
|||
|
|
|
|
z2 |
|
|
Задание 2. |
Вычислить значение функции |
f (z) в точке |
||
z0 , |
ответ представить в алгебраической форме комплексного |
||||
числа: |
|
|
|
|
|
|
а) f (z) =sin z, z0 = π |
−5i; |
|
||
|
|
2 |
|
|
|
|
б) f (z) = Ln z, z0 = −1−i. |
|
|||
|
Задание 3. Указать область дифференцируемости функ- |
||||
ции |
f (z) = ch2 (iz) и вычислить производную. Выделить дей- |
||||
ствительную и мнимую часть полученной производной. |
|||||
|
Задание 4. |
|
|
t −1+it |
|
|
Определить вид кривой z = t (t −1) . |
||||
|
Задание 5. |
Построить область плоскости |
z, определяе- |
мую данными неравенствами:
z +1 <1,
а)
z −i ≤1.
z +i <1+Im z,
б) 0 < arg (z +i) ≤ π,
4
Im z ≤ 2.
179
Задание 6. Проверить, может ли функция v =e−y sin x быть мнимой частью некоторой аналитической функции f (z), если да – восстановить ее при условии f (0) =1.
Задание 7. |
Найти область плоскости W , |
в которую ото- |
||||||||||
бражается с помощью функции w = |
1 |
область |
−1 ≤ Re z ≤1 |
|||||||||
|
D : |
|||||||||||
плоскости Z. |
|
|
|
|
|
|
z |
|
|
|
0 ≤ Im z ≤ 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Задание 8. Найти все лорановские разложения данной |
||||||||||||
функции f (z) |
по степеням z − z0. |
Указать главную и правиль- |
||||||||||
ную части ряда. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
а) f (z) = |
|
|
4z +64 |
, z0 |
=0 ; |
|
|
|
||||
|
32z2 +4z3 − z4 |
|
|
|
||||||||
б) f (z) = |
4 |
z +2 |
|
, z0 |
= −2 −i. |
|
||||||
(z −1)( z +3) |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Задание 9. Функцию f (z) = |
z cos π |
z +3 |
|
разложить в ряд |
||||||||
z −1 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Лорана в окрестности точки z0 =1.
Задание 10. Для функции f (z) найти изолированные осо-
бые точки, провести их классификацию, вычислить вычеты относительно найденных точек.
а) f (z) = |
ch z |
; |
|
||
(z2 +π2 )3 |
б) f (z) = 3z cos 5z .
Задание 11. Вычислить интеграл от функции комплексного переменного:
∫ (cosiz +3z2 )dz; L : { z =1, Im z ≥ 0}.
L
Задание 12. Вычислить интегралы, используя теорему Коши о вычетах.
180