книги / Теория функций комплексного переменного
..pdfЗадание 8. Найти все лорановские разложения данной
функции f (z) |
по степеням z − z0. |
Указать главную и правиль- |
||||||||||
ную части ряда. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
а) f (z) = |
11z −242 |
, z0 |
=0 ; |
|
|
|
||||||
2z3 +11z2 −121z |
|
|
|
|
||||||||
б) f (z) = |
z +3 |
, |
z |
|
= −2 +3i. |
|
|
|
|
|||
|
0 |
|
|
|
|
|||||||
|
z2 −1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Задание 9. Функцию f (z) |
= z2 sin π |
z +1 |
|
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.
cos πz z4 −1 ;
б) f (z) = |
ch (z +i) |
. |
|
||
|
(z +i)3 |
Задание 11. Вычислить интеграл от функции комплексного переменного:
∫ z dz ; L –граница области: {1 < z < 2,Re z >0}.
L z
Задание 12. Вычислить интегралы, используя теорему
Коши о вычетах. |
|
|
|
|
|
||||||
а) |
|
∫ |
|
|
z |
|
dz |
|
; |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
( z − |
1) |
3 |
(z + |
2) |
||||||
|
z−2 |
=2 |
|
|
|
||||||
б) |
|
∫ |
ez −sin z |
dz. |
|
|
|||||
|
|
z |
2 |
|
|
|
|
||||
|
z |
=0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
141
Задание 13. Вычислить интегралы с помощью вычетов.
|
∞ |
|
|
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1. |
∫ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
( |
x |
2 |
+9 |
)( |
x |
2 |
+1 |
2 |
|||||||||
|
−∞ |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
) |
|
|
|||||
|
∞ |
|
xsin 2x −sin x |
|
|
|
|
||||||||||
2. |
∫ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dx . |
|||
|
|
|
(x2 + |
4) |
2 |
|
|
||||||||||
|
−∞ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
2π |
|
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. |
∫ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
3 − |
5 sin x |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
0 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
2π |
|
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. |
∫ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
(3 + |
5 cos x) |
2 |
|
||||||||||||||
|
0 |
|
|
|
|
|
142
Вариант № 12
Задание 1
а) Найти модуль и аргумент чисел z1 = 2 3 −2i и z2 =
= 3 −3 3i. Изобразить числа на комплексной плоскости. Представить числа в тригонометрической и показательной форме.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z2 |
|
|
|
|
б) Найти: z z |
|
, 3 z . |
|||||||||
|
, 1 |
z2 |
||||||||||
|
1 |
2 |
|
|
|
2 |
||||||
|
|
|
|
|
||||||||
|
Задание 2. |
Вычислить значение функции f (z) в точке |
||||||||||
z0 , |
ответ представить в алгебраической форме комплексного |
|||||||||||
числа: |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
а) f (z) = Arctg z, z0 = 2i; |
|
||||||||||
|
б) f (z) = ez , z0 |
= 2 + |
πi . |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
Задание 3. Указать область дифференцируемости функ- |
|||||||||||
ции |
f (z) = ch 2iz |
и вычислить производную. Выделить дейст- |
||||||||||
вительную и мнимую часть полученной производной. |
||||||||||||
|
Задание 4. Определить вид кривой z = 2ch 3t −i 3sh 3t. |
|||||||||||
|
Задание 5. |
Построить область плоскости z, определяе- |
||||||||||
мую данными неравенствами: |
|
|||||||||||
|
|
|
z −i |
|
≤1, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
а) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
0 < arg z < π. |
|
|
|
||||||||
|
|
4 |
|
|
|
|
||||||
|
|
( |
|
). |
|
|||||||
|
б) 4 +Re z > Re |
z 2 + z |
|
|||||||||
|
Задание 6. |
Проверить, может ли функция u = y −2xy |
быть действительной частью некоторой аналитической функции f (z), если да – восстановить ее при условии f (0) =0.
143
Задание 7. Найти область плоскости W , |
в которую ото- |
||||||||||||||
бражается с помощью функции |
|
w = 2 |
область D : |
|
z +1 |
|
=1 |
||||||||
|
|
|
|||||||||||||
плоскости Z. |
|
|
|
|
|
|
z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Задание 8. Найти все лорановские разложения данной |
|||||||||||||||
функции f (z) |
по степеням z − z0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
а) f (z) = |
6z −144 |
= 0 ; |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
, z0 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
z4 +6z3 −72z2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
б) f (z) = |
z +3 |
, z |
|
= −2 −2i. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
z2 −1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Задание 9. Функцию f (z) = |
z cos |
z |
|
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.
а) f (z) = |
|
sin z |
; |
|
|
|
|||
(z2 −πz)3 |
||||
|
2 |
|
|
|
б) f (z) = |
z |
|
. |
|
1 |
|
|
||
|
e |
z |
|
Задание 11. Вычислить интеграл от функции комплексного переменного:
∫ (ch z +cosiz)dz; ABC − ломаная, zA = 0, zB = −1, zC =i.
ABC
Задание 12. Вычислить интегралы, используя теорему Коши о вычетах.
dz
а) z =∫0,5 (z −1)2 (z2 +1) ;
144
б) ∫ |
1−sin 1z dz . |
|||
|
z−i |
|
=2 |
z |
|
|
Задание 13. Вычислить интегралы с помощью вычетов.
|
∞ |
|
|
|
|
x |
2 |
+1 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
1. |
∫ |
|
|
|
|
|
|
|
|
dx . |
|
|
||||||
( |
x |
2 |
+ x +1 |
2 |
|
|
||||||||||||
|
−∞ |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
) |
|
|
|
|
|
|
||
|
∞ |
|
|
|
|
|
cos5x |
|
|
|
|
|||||||
2. |
∫ |
|
|
|
|
|
|
|
|
dx . |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
( |
x |
2 |
+ |
1 |
2 |
( |
x |
2 |
|
+4 |
) |
|||||||
|
−∞ |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
) |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
2π |
|
|
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
3. |
∫ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
3 −2 |
|
|
2 sin x |
|
|
|
||||||||||||
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
2π |
|
|
|
|
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
|
|
||
4. |
∫ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
(3 |
+2 2 cos x) |
2 |
||||||||||||||||
|
0 |
|
|
|
145
Вариант № 13
Задание 1
а) Найти модуль и аргумент чисел z1 = 4 −3i и z2 = 1−7i. Изобразить числа на комплексной плоскости. Представить числа в тригонометрической и показательной форме.
б) Найти: z3 z , z2 |
, 3 z |
− z . |
|
1 |
2 |
z1 |
2 |
1 |
|||
Задание 2. |
Вычислить значение функции f (z) в точке |
z0 , ответ представить в алгебраической форме комплексного числа:
а) f (z) = cos z, z0 |
= − |
πi − |
3 |
; |
|
|
2 |
2 |
|
б) f (z) = ln z, z0 = −2 −2i.
Задание 3. Указать область дифференцируемости функции f (z) = sin z2 и вычислить производную. Выделить дейст-
вительную и мнимую части полученной производной. Задание 4. Определить вид кривой z =5sh 4t +i 4ch 4t.
Задание 5. |
Построить область плоскости z, определяе- |
||||||||||||||||||
мую данными неравенствами: |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
z +2 |
|
+ |
|
z −2 |
|
> 4 2, |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
а) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
0 < Im z |
< 2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
б) 4 |
|
z |
|
−Re z =12. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Задание 6. |
Проверить, |
может |
ли |
функция |
|
|
|
v = |
|||||||||||
= x2 − y2 +2x +1 |
быть мнимой частью некоторой аналитиче- |
||||||||||||||||||
ской функции |
f (z), если да – |
восстановить ее при условии |
|||||||||||||||||
f (0) =i. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Задание 7. Найти область плоскости W , |
в которую ото- |
||||||||||||||||||
бражается с помощью функции |
w = z − |
3 область D : |
|
z |
|
=1 |
|||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
плоскости Z. |
|
|
|
|
z |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
146 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задание 8. Найти все лорановские разложения данной
функции f (z) |
по степеням z − z0. Указать главную и правиль- |
||||||
ную части ряда. |
|
|
|
||||
а) f (z) = |
13z −338 |
, z0 = 0; |
|
||||
2z3 +13z2 −169z |
|
|
|||||
б) f (z) = |
z |
|
|
|
|||
|
, z0 = 2 +i. |
|
|
|
|||
z2 +1 |
|
|
|
||||
Задание 9. Функцию f (z) |
= cos |
z2 −4z |
разложить в ряд |
||||
( z −2)2 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
Лорана в окрестности точки z0 = 2.
Задание 10. Для функции f (z) найти изолированные осо-
бые точки, провести их классификацию, вычислить вычеты относительно найденных точек.
а) f (z) = |
z2 +2iz −1 |
; |
||||
z2 |
( |
z2 |
) |
|
||
|
|
|
||||
|
|
+1 |
|
|
||
б) f (z) = |
cos 2z . |
|
||||
|
z4 |
|
|
|
Задание 11. Вычислить интеграл от функции комплексного переменного:
∫ z zdz; L : { z = 4, Re z ≥ 0}.
L
Задание 12. Вычислить интегралы, используя теорему Коши о вычетах.
а) |
∫ |
|
|
ez dz |
|
|
; |
||||
|
2 |
( z + |
9) |
||||||||
|
z−i |
|
=3 z |
|
|
||||||
|
|
|
|
||||||||
б) |
∫ |
cosiz −1 |
dz. |
||||||||
|
|
z |
3 |
|
|||||||
|
z+i |
=1 |
|
|
|
|
|
|
147
Задание 13. Вычислить интегралы с помощью вычетов.
|
∞ |
|
|
x |
2 |
+1 |
|
|
|
|
|
||
1. |
∫ |
|
|
|
|
|
dx . |
||||||
|
|
+4x +13) |
2 |
||||||||||
|
−∞ (x2 |
|
|
|
|
||||||||
|
∞ |
|
x3 sin x |
|
|
|
|
||||||
2. |
∫ |
|
|
|
|
|
|
dx . |
|
|
|
|
|
|
|
+9) |
2 |
|
|
|
|
||||||
|
−∞ (x2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
2π |
|
|
dx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. |
∫ |
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
4 − |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
0 |
2 3 sin x |
|
|
|
|
|||||||
|
2π |
|
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|||
4. |
∫ |
|
|
|
|
|
|
|
. |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
(2 |
2 + |
|
|
7 cos x) |
2 |
||||||||
|
0 |
|
|
|
|
148
Вариант № 14
Задание 1
а) Найти модуль и аргумент чисел z1 = −3 +3i и z2 = = 2 +i. Изобразить числа на комплексной плоскости. Представить числа в тригонометрической и показательной форме.
|
б) Найти: z1 |
z2 , |
z2 |
, 5 z1 |
− z2 . |
||||||||||||||||
|
|
1 z |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
Задание 2. |
Вычислить значение функции f (z) в точке |
|||||||||||||||||||
z0 , |
ответ представить в алгебраической форме комплексного |
||||||||||||||||||||
числа: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
а) f (z) = th z, z0 = 1− πi ; |
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
б) f (z) = Ln z, z0 |
= |
2 +i |
. |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 −i |
|
||
|
Задание 3. Указать область дифференцируемости функ- |
||||||||||||||||||||
ции |
f (z) = Arctg ( z +i) и вычислить производную. Выделить |
||||||||||||||||||||
действительную и мнимую часть полученной производной. |
|||||||||||||||||||||
|
Задание 4. Определить вид кривой z = −4sh 5t −i 5ch 5t. |
||||||||||||||||||||
|
Задание 5. |
Построить область плоскости z, определяе- |
|||||||||||||||||||
мую данными неравенствами: |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
z +i |
|
>1, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
а) |
|
|
π |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
≤ arg z < 0. |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
− |
4 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
б) |
|
z −2 |
|
= |
|
1−2z |
|
. |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
Задание 6. |
Проверить, |
может ли функция u = |
||||||||||||||||||
= x2 − y2 −2x +1 |
быть действительной частью некоторой ана- |
литической функции f (z), если да – восстановить ее при усло-
вии f (0) =1.
149
Задание 7. Найти область плоскости W , в которую ото-
бражается с помощью функции |
w = z − 2 |
область D : |
|
z |
|
=3 |
||||||
|
|
|||||||||||
плоскости Z. |
|
|
|
|
z |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Задание 8. Найти все лорановские разложения данной |
||||||||||||
функции f (z) |
по степеням z − z0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
а) f (z) = |
7z −196 |
= 0 ; |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
, z0 |
|
|
|
|
|
|
||||
z4 +7z3 −98z2 |
|
|
|
|
|
|||||||
б) f (z) = |
z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
, z0 =1−2i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
z2 +1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Задание 9. Функцию f (z) = sin |
z +i |
|
разложить в ряд Ло- |
|||||||||
z −i |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рана 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) = |
ctgz |
; |
||
|
|
|
||
16z2 −π2 |
||||
б) f (z) = |
z5 sin |
1 |
. |
|
|
|
|||
|
|
z2 |
|
Задание 11. Вычислить интеграл от функции комплексного переменного:
∫ (ch z + z )dz; L : { z =1, Im z ≤0}.
L
Задание 12. Вычислить интегралы, используя теорему Коши о вычетах.
а) |
|
∫ |
|
|
|
|
dz |
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
( z −0,5)(z −3) |
2 |
||||||
|
z−2,5 |
=1 |
|
|
|||||
б) |
∫ |
z −sin z |
dz. |
|
|
||||
|
|
z |
4 |
|
|
||||
|
z |
=2 |
|
|
|
|
|
|
150