книги / Теория функций комплексного переменного
..pdfб) ∫ |
z2 cos |
2 −πzdz. |
|||
|
z |
|
=2 |
|
2z |
|
|
|
Задание 13. Вычислить интегралы с помощью вычетов.
|
∞ |
|
|
|
|
|
|
dx |
|
|
|
|||
1. |
∫ |
|
|
|
|
|
|
|
. |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
(x |
2 |
+4) |
2 |
(x2 +16) |
|||||||||
|
−∞ |
|
|
|
|
|||||||||
|
∞ |
|
x |
2 |
cos x |
|
|
|
|
|
||||
2. |
∫ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
dx . |
|
|
|
||||
( |
|
|
2 |
) |
2 |
|
|
|
||||||
|
−∞ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
x |
+1 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
2π |
|
|
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
|
|
3. |
∫ |
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
6 + |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
0 |
35 sin x |
|
|
|
|||||||||
|
2π |
|
|
|
|
|
|
|
dx |
|
|
|
||
4. |
∫ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
(2 |
|
3 + |
|
|
11cos x) |
2 |
||||||||
|
0 |
|
|
|
|
|
|
121
Вариант № 5
Задание 1
а) Найти модуль и аргумент чисел z1 = 3 +i и z2 = 1−3i. Изобразить числа на комплексной плоскости. Представить числа в тригонометрической и показательной форме.
|
|
|
|
|
2 |
|
z1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
z2 , |
|
, |
|
z1 + z2 . |
|
|
|
|
|||||||
|
б) Найти: z1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задание 2. |
Вычислить значение функции f (z) |
в точке |
|||||||||||||||||
z0 , |
ответ представить в алгебраической форме комплексного |
|||||||||||||||||||
числа: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
а) f (z) = tg z, z0 = |
|
πi −2 ; |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б) f (z) = Arcsin z, |
|
|
z0 = |
3 . |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
Задание 3. Указать область дифференцируемости функ- |
|||||||||||||||||||
ции |
f (z) = 2i sin z и вычислить производную. Выделить дейст- |
|||||||||||||||||||
вительную и мнимую часть полученной производной. |
|
|
|
|||||||||||||||||
|
Задание 4. Определить вид кривой z =3tg t +i 4sect. |
|
||||||||||||||||||
|
Задание 5. |
Построить область плоскости z, определяе- |
||||||||||||||||||
мую данными неравенствами: |
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
z −i |
|
≤1, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
а) |
|
|
π |
|
|
|
|
|
|
|
π |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
≤ arg (z −i) |
< |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
− |
2 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
б) z2 + z 2 >3(Re z)2 −4. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
Задание 6. Проверить, |
может ли функция u = |
e2 x +1 |
cos y |
||||||||||||||||
|
|
ex |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
быть действительной частью некоторой аналитической функции f (z), если да – восстановить ее при условии f (0) =0.
122
Задание 7. Найти область плоскости W , в которую ото-
|
|
|
|
|
z |
|
≥1 |
|
|
|
|
|
|||
|
w = |
1 |
область D : |
|
|
|
|
бражается с помощью функции |
|
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 |
=0 ; |
|
|
|||
|
, z0 |
|
|
||||
2z3 +5z2 −25z |
|
|
|||||
б) f (z) = |
z +1 |
, z0 =1+3i. |
|
|
|
||
z (z −1) |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||
Задание 9. Функцию f (z) |
= cos |
3z |
разложить в ряд |
||||
z −i |
|||||||
|
|
|
|
|
|
Лорана в окрестности точки z0 =i.
Задание 10. Для функции f (z) найти изолированные осо-
бые точки, провести их классификацию, вычислить вычеты относительно найденных точек.
а) f (z) = |
z2 +4 |
; |
(z2 +3z +2)2 |
б) f (z) = z3ch 2z .
Задание 11. Вычислить интеграл от функции комплексного переменного:
∫ z dz; АВС – ломаная zA = 0; zB = −1+i; zC =1+i.
ABC
Задание 12. Вычислить интегралы, используя теорему Коши о вычетах.
123
а) |
|
∫ |
z |
|
dz |
; |
|
|
|
|
|||
(z −1) |
2 |
(z +2) |
||||
б) |
z |
=1,5 |
|
|
||
|
∫ |
ctg zdz. |
|
z−1=5
Задание 13. Вычислить интегралы с помощью вычетов.
∞ |
|
|
|
dx |
|
|
|
1. ∫ |
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
||
( |
|
2 |
|
) |
2 |
||
−∞ |
|
|
|
|
|||
|
x |
− x |
+1 |
|
|
||
|
|
|
|
|
∞(x +1)cos x
2.−∫∞ x4 +5x2 +6dx .
|
2π |
|
dx |
|
|
|
|
3. |
∫ |
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
7 +4 |
|
|
|
|
|||
|
0 |
3 sin x |
|
|
|||
|
2π |
|
|
dx |
|
|
|
4. |
∫ |
|
|
|
. |
||
|
|
|
|
|
|||
(3 2 |
+ |
2 3 cos x) |
2 |
||||
|
0 |
|
|
124
Вариант № 6
Задание 1
а) Найти модуль и аргумент чисел z1 = 7 +24i и z2 = = 24 −7i. Изобразить числа на комплексной плоскости. Представить числа в тригонометрической и показательной форме.
б) Найти: z |
z 2 , z1 |
, 4 z |
− z . |
1 |
2 |
z2 |
2 |
1 |
Задание 2. Вычислить значение функции f (z) в точке z0 , ответ представить в алгебраической форме комплексного числа:
а) f (z) = Arctg z, z0 =1;
б) f (z) = ez , z0 = −1− 23πi .
Задание 3. Указать область дифференцируемости функции f (z) = cosiz и вычислить производную. Выделить дейст-
вительную и мнимую части полученной производной. Задание 4. Определить вид кривой z = −4 tg t −i 2sect.
Задание 5. Построить область плоскости z, определяемую данными неравенствами:
z +i ≤ 2,
а)
z −i > 2.
б) ( z z )3 ≤(z − z )2 .
Задание 6. Проверить, может ли функция u = x2 +x y2
быть действительной частью некоторой аналитической функции f (z), если да – восстановить ее при условии f (1) =1+i.
125
Задание 7. Найти область плоскости W , |
в которую ото- |
||||||||
бражается с помощью функции w = |
1 область D : 0 ≤ Re z ≤1, |
||||||||
|
|
|
|
|
z |
|
|
0 ≤ Im z ≤ 2 |
|
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) = |
3z −36 |
=0 ; |
|
|
|
||||
|
, z0 |
|
|
|
|||||
z4 +3z3 −18z2 |
|
|
|
||||||
б) f (z) = |
z +1 |
, z0 = 2 −i. |
|
|
|
|
|
||
z (z −1) |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Задание 9. Функцию f (z) |
= |
sin |
5z |
|
разложить в ряд |
||||
z −2i |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Лорана в окрестности точки z0 = 2i.
Задание 10. Для функции f (z) найти изолированные осо-
бые точки, провести их классификацию, вычислить вычеты относительно найденных точек.
cos π z
а) f (z) = z4 −21 ;
б) f (z) = (z2 −2z +1)sh z 2−1 .
Задание 11. Вычислить интеграл от функции комплексного переменного:
∫ (12z5 +4z3 +1)dz; АВ – отрезок прямой zA =1; zB =1+i .
AB
Задание 12. Вычислить интегралы, используя теорему Коши о вычетах.
а) ∫ |
|
|
ez dz |
; |
||
z |
3 |
(z +1) |
||||
|
z+2i |
=2 |
|
|
126
|
|
π |
|
|
|
z − |
2 |
|
|
б) ∫ |
|
|
dz . |
z =4 cos z −1
Задание 13. Вычислить интегралы с помощью вычетов.
|
∞ |
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
|
|
|
1. |
∫ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
+9) |
2 |
||||
|
−∞ (x2 +4)(x2 |
|
|
||||||||||
|
∞ |
|
|
xsin |
x |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
||||||
2. |
∫ |
|
|
|
|
|
|
dx . |
|||||
|
−∞ |
(x2 +1)(x2 +9) |
|
|
|
||||||||
|
2π |
|
|
dx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. |
∫ |
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
5 − |
4sin x |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
2π |
|
|
dx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. |
∫ |
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
(4 +cos x) |
2 |
|
|
|
|||||||||
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
127
Вариант № 7
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: z2 z , z2 |
, 5 z . |
||
1 |
2 |
z1 |
2 |
|
|||
Задание 2. |
Вычислить значение функции f (z) в точке |
z0 , ответ представить в алгебраической форме комплексного числа:
а) |
f (z) = Arcsh z, |
z0 =i ; |
|
|
б) |
f (z) = cos z, z0 |
= − |
πi − |
3 . |
|
|
|
2 |
2 |
Задание 3. Указать область дифференцируемости функ-
ции f (z) = ch zi и вычислить производную. Выделить действи-
тельную и мнимую часть полученной производной. Задание 4. Определить вид кривой z =3cosect +i 3ctg t.
Задание 5. Построить область плоскости z, определяемую данными неравенствами:
z −1−i ≤1,
а) Im z >1,Re z ≥1.
б) z 2 + z2 ≤8 −4(Im z)2 .
Задание 6. Проверить, может ли функция v =e−y sin x + y быть мнимой частью некоторой аналитической функции f (z), если да – восстановить ее при условии f (0) =1.
128
Задание 7. Найти область плоскости W , в которую ото-
бражается с помощью функции |
w = z + 2 область D : |
|
z |
|
=1 |
|||||||
|
|
|||||||||||
плоскости Z. |
|
|
|
|
|
|
|
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 ; |
|
|
|
|
||||
2z3 +7z2 −49z |
|
|
|
|
||||||||
б) f (z) = |
z +1 |
, z0 = −1+2i. |
|
|
|
|
|
|
||||
z (z −1) |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задание 9. Функцию |
f (z) |
= sin 3z −i разложить в ряд |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
3z +i |
||||
Лорана в окрестности точки |
z |
0 |
= − i |
3 |
. |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Задание 10. Для функции |
f (z) найти изолированные осо- |
бые точки, провести их классификацию, вычислить вычеты относительно найденных точек.
а) f (z) = |
|
sin z3 |
||||
|
|
|
|
|
; |
|
|
2 |
− |
π |
3 |
||
|
z |
|
8 |
z |
||
|
|
|
|
|
− 1
б) f (z) = z3e z2 .
Задание 11. Вычислить интеграл от функции комплексного переменного:
∫ z 2dz ; АВ – отрезок прямой zA = 0; zB =1+i.
AB
Задание 12. Вычислить интегралы, используя теорему Коши о вычетах.
а) ∫ |
z2 sin |
1 dz ; |
|||
|
z |
|
=0,5 |
|
z |
|
|
|
129
dz
б) z−i∫=1,5 (z3 + z)(z2 +4) .
Задание 13. Вычислить интегралы с помощью вычетов.
|
∞ |
|
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
|
|
||
1. |
∫ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
4 |
+10x |
2 |
+ |
9 |
|
||||||||
|
−∞ x |
|
|
|
|
||||||||||
|
∞ |
( |
x2 +3 |
) |
cos 2x |
|
|||||||||
2. |
∫ |
|
x |
4 |
|
|
2 |
+ |
2 |
|
dx . |
||||
|
−∞ |
|
|
|
+3x |
|
|
|
|||||||
|
2π |
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
3. |
∫ |
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
5 −3sin x |
|
|
|
|
|||||||||||
|
0 |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
2π |
|
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
|
|
||
4. |
∫ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
(4 +3cos x) |
2 |
|
||||||||||||
|
0 |
|
|
|
|
|
130