《深入解析复变函数》是一本经典的复变函数教材,已经出版了四个版本。这本教材以其深刻的数学思想和优秀的解析技巧而闻名。对于学习者来说,难免会在学习过程中遇到一些难题,这时,有相关的答案可以帮助我们更好地理解和掌握知识。
下面,我们就来深入解析《复变函数第四版》的全部答案。
第一章
1.1 根据化简后的复数,求模。
在求模的过程中,要注意模的定义:模等于该复数与其共轭复数的乘积的平方根。如果该复数本身为实数,则模即为它本身的绝对值。
1.2 计算复数的实部和虚部。
实部等于实数部分,虚部等于虚数部分,计算过程简单易懂,关键在于理解实部和虚部的定义。
1.3 将给定的复数写成极坐标的形式。
极坐标形式可以帮助我们更好地理解复数的性质和特点。在求解过程中,需要注意极角的计算,即用反正切函数计算角度时,要确保角度在定义域内。
1.4 画出指定的复数在复平面上的位置。
在画出复数在复平面上的位置时,需要确定它的实部和虚部,并按照坐标轴的方向进行绘制。同时,需要理解复数与向量的等价性,以及所有复数构成一个平面等概率分布的特点。
第二章
2.1 计算指定的复数的倒数。
倒数的计算需要将复数化简,并用复数的共轭数除以模的平方。此外,要注意分母不为零。
2.2 将指定的复数拆分成实部和虚部的和。
将复数拆分成实部和虚部的和,需要用到复数的基本性质,即实部和虚部分别对应实数和虚数部分。
2.3 计算指定的复数的模和幅角。
模和幅角的计算需要用到复数的极坐标形式。样本中给定的复数已经写成了极坐标形式,因此只需要计算极径和极角即可。
2.4 计算两个复数的和。
两个复数的和的计算只需要按照复数的基本性质,将实部和虚部分别相加。注意,结果应该是一个复数。
第三章
3.1 计算指定的复数的共轭。
指定的复数的共轭可以通过将实部变号,虚部变号或同时变号来得到。其本质是指在复平面上将该复数的图像上下对称。
3.2 计算指定的复数的模。
复数的模的计算需要用到复数的定义,即模等于其与共轭余数的积的平方根。
3.3 计算两个复数的积。
两个复数的积的计算需要按照复数的基本性质,将实部和虚部分别相乘,并注意到 $i^2 = -1$这个关系。
3.4 计算指定复数的倒数。
指定复数的倒数的计算不属于单独的“初等函数”范畴,需要借助复数共轭、模的概念,将倒数化简后再计算。
第四章
4.1 计算指定复数的平方。
指定复数的平方的计算需要按照复数的基本性质,将实部和虚部分别平方。注意,结果应该是一个复数。
4.2 计算指定复数的立方。
指定复数的立方的计算可以根据复数的基本性质,将它化为平方的形式。也可以直接用复数的极坐标形式来计算。
4.3 计算$e^z$。
复数的指数函数的计算需要将复数写成极坐标形式,并注意到$e^x$在复平面上表示为一个距离为$e^x$的向量,与$z$的极角相同。
4.4 计算$\sin z$。
复数的正弦函数的计算需要按照欧拉公式的形式处理,并利用$\sin(ix) = i\sinh(x)$这一性质。
第五章
5.1 计算指定复数的$n$次方。
指定复数的$n$次方的计算可以用复数的极坐标形式,公式为$z^n = r^ne^{in\theta}$。
5.2 计算指定复数的对数。
指定复数的对数的计算需要先将复数写为极坐标形式,然后用复数的模和幅角计算出对数函数的实部和虚部,最后分别加上常数$c$。
5.3 计算$\cos z$。
复数的余弦函数的计算需要按照欧拉公式的形式处理,并利用$\cos(ix) = \cosh(x)$这一性质。
5.4 计算$\tan z$。
复数的正切函数的计算可以用$\tan(z) = \dfrac{\sin(z)}{\cos(z)}$的形式进行计算,其中$\sin(z)$和$\cos(z)$可以用欧拉公式的形式表达出来。
第六章
6.1 计算解析函数$f(z)$的实部和虚部。
解析函数$f(z)$的实部和虚部可以用柯西-黎曼方程表示。其中,柯西-黎曼方程是指$\dfrac{\partial u}{\partial x} = \dfrac{\partial v}{\partial y}$和$\dfrac{\partial u}{\partial y} = -\dfrac{\partial v}{\partial x}$两个方程。
6.2 计算解析函数$f(z)$的导数。
解析函数$f(z)$的导数可以用柯西-黎曼方程和复数微积分的基本定理表示。其中,基本定理是指$\dfrac{df(z)}{dx} = u_x + iv_x$和$\dfrac{df(z)}{dy} = -iu_y + v_y$两个式子。
6.3 计算解析函数$f(z)$在指定点处的函数值。
计算解析函数$f(z)$在指定点处的函数值可以通过利用$f(z)$的泰勒级数展开,然后将解析函数写成极坐标形式,用模和幅角分别代入得到展开式。
6.4 求解解析函数$f(z)$的Laurent级数。
求解解析函数$f(z)$的Laurent级数需要注意到解析函数的奇点,然后利用变量代换和级数求和的性质进行计算。
第七章
7.1 计算指定积分的值。
计算指定积分的值需要运用柯西积分公式,即$\oint_C\dfrac{f(z)}{z-a}dz = 2\pi i f(a)$这个公式,并将积分路径取为一个围绕$a$的小圆。
7.2 计算指定积分的值。
计算指定积分的值需要运用柯西积分公式的推论,即$\oint_C\dfrac{f(z)}{(z-a)^2}dz = 2\pi i f'(a)$这个公式,并将积分路径取为一个围绕$a$的小圆。
7.3 计算指定积分的值。
计算指定积分的值需要将他写成柯西积分的形式,然后利用柯西积分公式和柯西积分公式的推论进行计算,因此需要对$f(z)$进行分解,找出$f(z)$在有极点的点处的级数展开式,并注意到奇点的类型及所在位置。
7.4 求$f(z)$的Laurent系数。
求解$f(z)$的Laurent级数需要首先将$f(z)$分解为某函数在不同奇点处的级数展开之和,然后计算每个奇点处的级数展开,最终将所有展开式相加即可。
总结
《深入解析复变函数》是一本非常优秀的复变函数教材,其中的答案可以帮助我们更好地掌握复数的性质和特点。在学习过程中,如果遇到难点,可以通过查阅答案来寻找思路和解题的灵感。希望读者在学习中取得更好的成绩!