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1 工程数学 ( 复变与积分变换 A 集 ) 目录 工程数学 ( 复变与积分变换 A 集 ) 目录 A. 复数与复变函数 ( 第一章 ).... 复数.... 复变函数...4 A. 导数 ( 第二章 )...6. 解析函数 调和函数...8 A. 积分 ( 第三章 )...9. 柯西积分公式解析函数的导数...9 A.4 级数 ( 第四章 ) 泰勒级数 罗朗级数... A.5 留数 ( 第五章 ) 留数及留数定理 () 应用留数计算定积分...7 A.6 傅里叶变换 ( 第七章 ) 傅里叶积分 傅里叶变换 δ 函数及其傅里叶变换...

2 工程数学习题集 ( 复变函数与积分变换 A 集 ) A. 复数与复变函数 ( 第一章 ). 选择题 () Re( i ) = ( ). 复数 (A) Re( i) (B) Im( ) (C) Im( ) (D) Im( i) () 下列对任意复数 均成立的等式为 ( ) (A) = (B) = ( ) (C) arg = arg ( ) (D) Re = Re( ). 将下例函数化为三角表达式和指数表达式 () + i 解 () i 解 i () 解

3 A. 复数与复变函数 ( 第一章 ). 填空题 8 () 设 = i 4i + i, 则复数 = x+ iy的形式为复数 的模为辐角主值为 () 设复数 = 5i, 则其三角形式 指数形式 () 当 满足条件时, 是实数 选择题 () 设 = + i, 则 Im = ( ) (A)- (B) (C)8 (D)4 () 设 ( ) 5 = i, 则 + + 的值为 ( ) (A) i (B)i (C) (D)- 5. 计算下例各题的值 8 () ( +i) () ( + i) () 6 (4) (+ ) i

4 4 工程数学习题集 ( 复变函数与积分变换 A 集 ) 6. 选择题. 复变函数 () ( ) =( ) (A) 无定义 (B)- π π (C)cos( + kπ ) (D) isin( + kπ ) () 方程 ( ) Re = 所代表的曲线为 ( ) (A) 圆周 (C) 双曲线 (B) 椭圆 (D) 抛物线 () 下例正确的是 ( ) (A) Ln( ) 在 = 处无定义 (B) Ln( ) = (C) Ln( ) 的虚部等于 π (D) Ln( ) 的实部等于 7. 求 的值 () π i = e () e = () = Ln( i) (4) = ln( i)

5 A. 复数与复变函数 ( 第一章 ) 5 8. 选择题 () 设 D { } = < <, 则 D 为 ( ) (A) 无界区域 (C) 单连通域 (B) 复连通域 (D) 闭区域 () 下例正确的是 ( ) (A) e 为单调函数. (B) e 为有界函数. (C) e 为多值函数. (D) e 为周期函数. 9. 判断正误 () 因为 + i < (+ i ), 所以 + i< (+ i). ( ) () sin,cos 为有界函数. ( ) () Ln( ) = Ln. ( ) (4) D { Re( ) } = 所表示的为整个复平面. ( ). 计算下例各值 () ( + i) i () () ( + i) (4) cos( i) sini Arc tan ( i) (5) (6)

6 6 工程数学习题集 ( 复变函数与积分变换 A 集 ) A. 导数 ( 第二章 ). 选择题. 解析函数 () 函数 w= f ( ) = u+ iv在点 处解析, 则下列命题不成立的是 ( ) (A) uv, 仅在点 处可微且满足柯西 - 黎曼方程 (B) 存在点的某一邻域 U u v在 U (C) ( ) uv, 在 U( ) 内可微 (D) B 与 C 同时成立 () 函数 w f ( ) u iv, ( ) 内满足柯西 - 黎曼方程 = = + 的实 虚部 uv, 在区域 D 内有一阶连续的偏导数, 则 (A) uv, 在 D 内满足柯西 - 黎曼方程 (B) f ( ) 在 D 内连续 (C) f ( ) 在 D 内可导 (D) f ( ) 在 D 内解析 (4) 设函数 f ( ) 在区域 D 内解析, 则与 ( ) (A) f ( ) (B) Re f ( ) Im f ( ) ( ) f 常数不等价的命题是 ( ) (C) f ( ) 解析 (D) f ( ) 常数 常数. 讨论下列函数的解析性 () f ( ) = () f ( ) = Re( ) () f ( ) = xy + ix y

7 A. 导数 ( 第二章 ) 7. 判断题 () 解析函数的导函数仍为解析函数. ( ) () 初等函数在其定义域内解析, 可导. ( ) () 如果 ( ) (4) 函数 ( ) f 在解析, 那么 f 在连续. ( ) ( ) f = 在 平面上解析. ( ) 4. 选择题 () 如果 是 f ( ) 的奇点, 则 f ( ) 在 处一定为 ( ) (A) 不可导 (C) 不解析 (B) 可导 (D) 解析 () 如果 f ( ) 存在, 那么 f ( ) 在 处一定有 ( ) (A) 解析 (C) 不连续 (B) 不解析 (D) 连续 f = x + x yi xy y i的解析性, 并求导数. 5. 讨论 ( ) f my nx y i x lxy 6. 设函数 ( ) ( ) = 为解析函数, 试确定 lmn,,.

8 8 工程数学习题集 ( 复变函数与积分变换 A 集 ).4 调和函数 7. 判断题 () 解析函数 f ( ) = u( x, y) + iv( x, y) 的 u( x, y ) 与 (, ) () 若, 与 v x y 互为共扼调和函数. u( x y ) v( x, y ) 都是调和函数, 则 f ( ) uxy (, ) ivxy (, ) ( ) = + 是解析函数. ( ) () 设 u = u( x, y) 为区域 D 内的调和函数, f u u = i x y, 则 f 是 D 内的解析函数. ( ) 8. 选择题 () 函数 f ( ) u( x, y) iv( x, y) = + 解析, 则下列命题中错误的是 ( ) (A) uv, 均是调和函数 (B) v 是 u 的共轭调和函数 (C) u 是 v 的共轭调和函数 (D) u 是 v 的共轭调和函数 () 下列函数中不是调和函数的是 ( ) (A) h( x y), arctan y x x h x, y = y x + y (C) ( ) 9. 已知 ( ) h x, y = ln x + y + x y ; = (B). ( ) ( ) v x, y xy x x h x, y = e siny (D) ( ) v ( ) = +, 求以为虚部的解析函数 f = u+ iv. ( ) = ( ) = +, 使 ( ) x. 已知 u x, y e sin y, 求以 u 为实部的解析函数 f u iv f =.

9 A. 积分 ( 第三章 ) 9 A. 积分 ( 第三章 ). 柯西积分公式解析函数的导数. 选择题 e () 设 C: =, 则 d=( ) C (A) πe i (B) π ei (C) πe (D) πe i sin () 设 C: =, 则 d=( ) C π ( ) (A) π i (B) π i (C) (D) π i. 计算题 e () d = e () d = ( ) sin () d ( ) = e (4) C d, 其中 C 为由正向圆周 = 与负向圆周 = 所组成

10 工程数学习题集 ( 复变函数与积分变换 A 集 ). 填空题 e () 设 C : =, 则当 a < 时, d = C ( a ) 当 > 时, e ( a) a d = () 当 C 沿 的简单闭曲线时, d = 当 C 为不含或全部包含 d + + C = i 的简单闭曲线时,, ±. = C () 设函数 f () = ζ + 7ζ + dζ ζ =, 则 f (i + ) = 若 f () = ζ + 5ζ dζ ζ =, 则 f (i) = 4. 计算题 () d = 5 ( ) ( ) sin () d = ( π ) () + C= C C cos d, 其中 C : ; : = C = 为负向圆周.

11 A.4 级数 ( 第四章 ) A.4 级数 ( 第四章 ) 4. 泰勒级数. 判断题 () 每一个在点连续的函数一定可以在 的邻域内展开成泰勒级数. ( ) () 每一个在点解析的函数一定可以在 的邻域内展开成泰勒级数. ( ) () () 在 处可展成泰勒级数与 () 在 处解析等价. ( ) f. 选择题 f () 在点处的 ( ) 函数一定可以在 的邻域内展开成泰勒级数 (A) 连续 (C) 解析 (B) 可导 (D) 有极限. 将下列函数展成 的幂级数, 并指出展式成立的范围 () sin () e d 4. 将 在 = 展成泰勒级数, 并指出收敛半径.

12 工程数学习题集 ( 复变函数与积分变换 A 集 ) 5. 选择题 () 已知 则 sh 的幂级数展开式为 ( ) e e sh = 及 e = n= n n! (A) = n+ sh, < +,(B) = n+ sh, < + n= ( n + )! n= (n + )! (C) = n sh, < +, (D) = n sh, < + n= (n)! n= n! e () 设函数 cos = n 的泰勒展开式为 c n n 那么幂级数 c n n 的收敛半径 R = n= ( ) (A) + (B) (C) π (D) π 6. 将 sin 在 展成泰勒级数, 并指出收敛半径. = 7. 将 ( + )( + ) 在 = 展成泰勒级数, 并指出收敛半径.

13 A.4 级数 ( 第四章 ) 4.4 罗朗级数 8. 选择题 + n= n () 罗朗级数 的收敛域是 ( ) (A) < < (B) Φ (C) < < (D) < < () 罗朗级数 + n ( ) + n n= n= ( ) n ( ) n 的收敛圆环域是 ( ) (A) < < (B) < < (C) < < (D) < < 9. () 将 sin 在 < < + 内展成罗朗级数. () 将 e 在 < < + 内展成罗朗级数.

14 4 工程数学习题集 ( 复变函数与积分变换 A 集 ). 选择题 () 设函数 则 c = ( ) sin = + n= n c n (A) - (B) (C) (D). 将下列各函数在指定的区域内展为罗朗级数 () f ( ) =, ( < < +, < < ) ( ) 解 () f ( ) =, ( <, < < ) ( )( + ) 解

15 A.6 傅里叶变换 ( 第七章 ) 5 A.5 留数 ( 第五章 ) 5. 留数及留数定理 (). 选择题 () 以下正确的是 ( ) (A) = 为 e 的本性奇点 (B) = 为 e 的可去奇点 (C) = 为 e 的级点 (D) = 为 e 的可去奇点 () 设函数 f( ) = 4 ( + ) ( 4 ) 则 Re s( f ( ), ) = ( ) (A) (B) (C) - (D). 指出 = 为下例函数的哪类孤立奇点, 若为极点, 指出其阶数 + () ( + ) sin () 4 () 6 + ( + ) (4) e

16 6 工程数学习题集 ( 复变函数与积分变换 A 集 ). 选择题 () = 一定为 f ( ) 的 ( ) (A) 孤立奇点 (C) 解析点 () = 为函数 f( ) = + (A) 可去奇点 (C) 解析点 (B) 奇点 (D) 可导点的 ( ) (B) 本性奇点 (D) 极点 4. 填空题 () = 是函数 sin f ( ) 4 () 设 C 为正向圆周 =, 则 (4) 设函数 = 的极点, Re s [ f ( ),] = c e d = π i f() = 则 f ( ) 在有限远点处的留数之和的值为 + ( i) ( ) 5. 利用无穷远点处的留数计算下列积分 () 9 = d () 8 d = 4 ( + ) ( )

17 A.6 傅里叶变换 ( 第七章 ) 7 5. 应用留数计算定积分 6. 选择题 () π dθ = ( ) 5 + sin θ 4 (A) 8 π (B) 8 π (C) 4 π (D) 4π () x ( + x ) + dx =( ) (A) 4 π (B) π (C) π (D) 8 i 7. 求 I= + xsin x x + dx.

18 8 工程数学习题集 ( 复变函数与积分变换 A 集 ) A.6 傅里叶变换 ( 第七章 ) 7. 傅里叶积分. 选择题 ( 记 f ( t ) 的傅里叶积分为 F ( ω ) ) () 函数 f ( t) 的傅里叶积分为 ( ) i (A) F( ω) e ω i (B) F( ω) (C) F( ω ) e iω (D) F( ω) i () 函数 ( t ) f ( t) 的傅里叶积分为 ( ) e ω e ω (A) F ( ω) F( ω) (B) F ( ω) F( ω) (C) if ( ω) F ( ω) (D) if ( ω) F ( ω) t, t <,. 计算函数 f () t = 的傅氏积分公式., t >.. 求证如果 f ( t ) 满足傅氏积分定理条件, 当 f ( t ) 为奇函数时, 则有 + + () = ( ω) sinω d ω, 其中 b( ω) f () t f t b t = cosωt t π d

19 4. 填空题 () 设 f (t) 为定义在 (, + ) A.6 傅里叶变换 ( 第七章 ) 9 7. 傅里叶变换 上的实值 ( 或复值 ) 函数, 其傅里叶积分收敛. 由积分 + i ω F( ω ) = f ( t)e t dt 建立的 f (t) 与 F (ω ) 之间的对应称作傅里叶变换 ( 简称傅氏变换 ). 积分建立的 F (ω ) 与 f (t) 之间的对应称作傅 里叶逆变换 ( 简称傅氏逆变换 ). t () 积分性质 : 若当 t + 时, f ( t)dt, 则 () 位移性质 : F[ f( t t)] = [ ( )] = 其中, 和 ω 是常数. F F ω ω t (4) 微分性质 : 设函数 f (t) 在 (, + ) 上连续或只不过有限个可去间断点, 当 ( ) t + 时, f n ( t). 则 ( n =,,, L) 若 + t n f ( t) dt 收敛, 则 ( n =,,, L) 5. 求函数 F ( ω) = 的傅氏逆变换. ( + iω)(5 + iω) 6. 已知 F f ( t) = F( ω), 求下列函数的傅氏变换 () f ( t) sinω t () ( ) f t e it

20 工程数学习题集 ( 复变函数与积分变换 A 集 ) 7. 选择题 7. δ 函数及其傅里叶变换 () 设 F ( ω) = πδ ( ω ω ), 则 F ( ω ) (A) (B) ( ) t t i t () 设 f () t = te ω, 则 ( ) F =( ) i δ (C) F f t = ( ) t e ω i t (D) e ω (A) π δ ( ω ω ) (B) π δ ( ω+ ω ) (C) π iδ ( ω+ ω ) (D) π iδ ( ω ω ) 8. () 求函数 a [ ( t + a) + δ ( t a) + δ ( t + ) + δ ( t a )] δ 的傅氏变换 F ( ω ) H t + H t = t < t <+. () 应用傅氏变换解微分方程 : ( ) ( ) δ ( )

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