2023年长安大学《复变函数与积分变换期(A)》期末试卷与解析



单选题 (共 6 题 ),每题只有一个选项正确
已知 $z=-\sqrt{12}-2 i$ ,则 $\arg z=$ .
$\text{A.}$ $\frac{\pi}{6}$ $\text{B.}$ $-\frac{5 \pi}{6}$ $\text{C.}$ $\frac{\pi}{3}$ $\text{D.}$ $-\frac{2 \pi}{3}$

设 $f(z)=x^2+2 y i$ ,则以下结论正确的是
$\text{A.}$ $f(z)$ 处处解析; $\text{B.}$ $f(z)$ 在除 $x=1$ 外处处解析; $\text{C.}$ $f(z)$ 仅在 $x=1$ 上解析 $\text{D.}$ $f(z)$ 处处不解析.

设 C 为自原点沿抛物线 $y=x^2$ 到 $z_0=1+i$ 的曲线,则 $\oint_C \bar{z} d z=$ .
$\text{A.}$ 0 $\text{B.}$ $1+i$ $\text{C.}$ $1+\frac{i}{3}$ $\text{D.}$ $1-i$

下列级数中,条件收敛的级数是
$\text{A.}$ $\sum_{n=1}^{\infty}(-1)^n \frac{1}{n}\left(1+\frac{i}{n}\right)$ ; $\text{B.}$ $\sum_{n=1}^{\infty} \frac{(4-3 i)^n}{n!}$ ; $\text{C.}$ $\sum_{n=1}^{\infty} \frac{\cos (i n)}{2^n}$ ; $\text{D.}$ $\sum_{n=1}^{\infty} \frac{(-1)^n i^n}{2^n}$

$ \operatorname{Res}\left[\frac{1-e^{2 z}}{z^2}, 0\right]= $.
$\text{A.}$ $\frac{1}{2}$ $\text{B.}$ -1 $\text{C.}$ 0 $\text{D.}$ -2

设 $Z [f(t)]=F(\omega)$ ,则 $Z [(2-3 t) f(t)]= $

$\text{A.}$ $2 F(\omega)-3 F^{\prime}(\omega)$ ; $\text{B.}$ $-3 F^{\prime}(\omega)-2 F(\omega)$ $\text{C.}$ $2 F(\omega)-3 i F^{\prime}(\omega)$ $\text{D.}$ $-3 i F^{\prime}(\omega)-2 F(\omega)$

填空题 (共 7 题 ),请把答案直接填写在答题纸上
方程 $e^z=1+\sqrt{3} i$ 的全部解为 $z=\ln 2+\left(\frac{\pi}{3}+2 k \pi\right) i, k \in Z$

级数 $\sum_{n=1}^{\infty}(-1)^{n+1} \frac{z^{n+1}}{n}$ 在收敛域内的和函数 $s(z)=$

级数 $\frac{1}{z^3}+\frac{1}{z}+z+z^2+\cdots$ 的收敛域是

设 $z=i$ 为函数 $f(z)=\frac{z}{\left(z^2+1\right)\left(e^{\pi z}+1\right)}$ 的 $m$ 级极点,则 $m=$

设 $f(z)=\oint_{|\xi|=4} \frac{e^{\xi}}{\xi-z} d \xi(|z| \neq 4$ ,积分圆周取正向 $)$ ,则 $\left|f^{\prime}(\pi i)\right|=-2 \pi i$ .

设 $u(t)$ 为单位阶跃函数,$F(\omega)=$

设 $F(s)=\frac{s^2}{s^2-1}$ ,则 $L ^{-1}[F(s)]=$ .

解答题 (共 8 题 ),解答过程应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤
$\oint_{|z|=3} \frac{e^z-1}{z^2} d z$

$\oint_{|z|=\pi} \tan z d z$ .

$\oint_{|z|=1} z^{2021} \cos \frac{1}{z} d z$

$\oint_{|z|=\frac{\pi}{2}} \frac{1}{z^n-1} d z$( $n$ 为大于 2 的整数).

把函数 $f(z)=\frac{1}{z^2(z-i)}$ 在圆环域 $1 < |z-i| < +\infty$ 内展开成洛朗级数.

.已知 $u(x, y)-v(x, y)=(x-y)\left(x^2+4 x y+y^2\right)$ ,试构造解析函数 $f(z)=u(x, y)+i v(x, y)$ .

(利用拉普拉斯变换解答) 计算积分: $\int_0^{+\infty} \frac{e^{-t}-e^{-2 t}}{t} d t$ .

(利用拉普拉斯变换解答) 计算积分 求解微分方程:$y^{\prime \prime}(t)+y(t)=t, y(0)=1, y^{\prime}(0)=4$ .

证明题 (共 1 题 ),解答过程应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤
设 $C$ 为单连通区域 $D$ 内的一条正向简单闭曲线,$z_0 \neq 0$ 为 $C$ 内一点,函数 $f(z)$在 $D$ 内解析,$f\left(z_0\right)=0, f^{\prime}\left(z_0\right) \neq 0$ ,且在 $C$ 内 $f(z)$ 无其他零点.证明:
$$
\frac{1}{2 \pi i} \oint_C \frac{z f^{\prime}(z)}{f(z)} d z=z_0
$$

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