第一篇:广工复变ppt试题
一填空(每题4分)
1.级数1
z21z1zzn的收敛域为.2.sinz在z3.1
z(zi)
32的泰勒展式为在1|zi|的洛朗展式为sin(z4.z是函数)
3z的=奇点.5.积分|z|1dzz2z42
二计算与证明(每题16分)
1.设f(z)x3xyi3xyyi,求
2.计算|z|2
3223f'(z).f(z)z2,其中f(z)在1<|z|<3的罗朗级数为
ncnzn
3.计算zsinz
(e2zi
|z|31)
224.计算实积分
0153sin
5.设a为f(z)的孤立奇点,m为正整数, 证明:a为f(z)的m级极点的充要条件是lim(za)zamf(z)b
其中b为非零有限数.
第二篇:复变函数总结
第一章
复数
=-1
欧拉公式
z=x+iy
实部Re
z
虚部
Im
z
2运算
①
②
③
④
⑤
共轭复数
共轭技巧
运算律
P1页
3代数,几何表示
z与平面点一一对应,与向量一一对应
辐角
当z≠0时,向量z和x轴正向之间的夹角θ,记作θ=Arg
z=
k=±1±2±3…
把位于-π<≤π的叫做Arg
z辐角主值
记作=
4如何寻找arg
z
例:z=1-i
z=i
z=1+i
z=-1
π
极坐标:,利用欧拉公式
可得到
高次幂及n次方
凡是满足方程的ω值称为z的n次方根,记作
即
第二章解析函数
1极限
2函数极限
①
复变函数
对于任一都有
与其对应
注:与实际情况相比,定义域,值域变化
例
②
称当时以A为极限
☆
当时,连续
例1
证明在每一点都连续
证:
所以在每一点都连续
3导数
例2
时有
证:对有
所以
例3证明不可导
解:令
当时,不存在,所以不可导。
定理:在处可导u,v在处可微,且满足C-R条件
且
例4证明不可导
解:
其中
u,v
关于x,y可微
不满足C-R条件
所以在每一点都不可导
例5
解:
不满足C-R条件
所以在每一点都不可导
例6:
解:
其中
根据C-R条件可得
所以该函数在处可导
4解析
若在的一个邻域内都可导,此时称在处解析。
用C-R条件必须明确u,v
四则运算
☆
例:证明
解:
则
任一点处满足C-R条件
所以处处解析
练习:求下列函数的导数
解:
所以
根据C-R方程可得
所以当时存在导数且导数为0,其它点不存在导数。
初等函数
Ⅰ常数
Ⅱ指数函数
①
定义域
②
③
④
Ⅲ对数函数
称满足的叫做的对数函数,记作
分类:类比的求法(经验)
目标:寻找
幅角主值
可用:
过程:
所以
例:求的值
Ⅳ幂函数
对于任意复数,当时
例1:求的值
解:
例2:求
Ⅴ三角函数
定义:对于任意复数,由关系式可得的余弦函数和正弦函数
例:求
解:
第三章复变函数的积分
1复积分
定理3.1
设C是复平面上的逐段光滑曲线在C上连续,则在C上可积,且有
注:①C是线
②方式跟一元一样
方法一:思路:复数→实化
把函数与微分相乘,可得
方法二:参数方程法
☆核心:把C参数
C:
例:
求
①C:0→的直线段②;
解:①C:
②
★
结果不一样
2柯西积分定理
例:
C:以a为圆心,ρ为半径的圆,方向:逆时针
解:C:
☆
积分与路径无关:①单联通
②处处解析
例:求,其中C是连接O到点的摆线:
解:已知,直线段L与C构成一条闭曲线。因在全平面上解析,则
即
把函数沿曲线C的积分化为沿着直线段L上的积分。由于
故
★关键:①恰当参数
②合适准确带入z
3不定积分
定义3.2
设函数在区域D内连续,若D内的一个函数满足条件
定理3.7
若可用上式,则
例:
计算
解:
练习:计算
解:
4柯西积分公式
定理
处处解析在简单闭曲线C所围成的区域内则
例1:
解:
例2:
解:
例3:
解:
注:①C:
②
一次分式
③找到
在D内处处解析
例4:
解:5
解析函数的高阶导数
公式:
n=1,2……
应用要点:①
②
③精准分离
例:
调和函数
若满足则称叫做D内的调和函数
若在D内解析
所以
把称为共轭调和函数
第四章
级数理论
1复数到
距离
谈极限
对若有使得
此时
为的极限点
记作
或
推广:对一个度量空间都可谈极限
极限的性质
级数问题
部分和数列
若
则收敛,反之则发散。
性质:1若
都收敛,则收敛
2若一个收敛,一个发散,可推出发散
若
绝对收敛
若
但收敛,为条件收敛
等比级数
:
时收敛,其他发散
幂级数
则
求收敛域
例:求的收敛半径及收敛圆
解:因为
所以级数的收敛半径为R=1,收敛圆为
泰勒级数
泰勒定理:设函数在圆K:内解析,则在K内可以展成幂级数
其中,(n=0,1,2……),且展式还是唯一的。
例
1:求在处的泰勒展式
解
:在全平面上解析,所以在处的泰勒展式为
例2:
将函数展成的幂级数
解:
罗朗级数
罗朗定理
若函数在圆环D:内解析,则当时,有
其中
例:将函数在圆环(1)
(2)
内展成罗朗级数。
解:(1)在内,由于,所以
(2)在内,由于,所以
孤立奇点
定义:若函数在的去心邻域内解析,在点不解析,则称为的孤立奇点。
例
:
为可去奇点
为一级极点
为本性奇点
第5章
留数理论(残数)
定义:
设函数以有限项点为孤立奇点,即在的去心邻域内解析,则称积分的值为函数在点处的留数
记作:
其中,C的方向是逆时针。
例1:求函数在处的留数。
解:因为以为一级零点,而,因此以为一级极点。
例2:求函数在处的留数
解:是的本性奇点,因为
所以
可得
第7章
傅里叶变换
通过一种途径使复杂问题简单化,以便于研究。
定义:对满足某些条件的函数
在上有定义,则称
为傅里叶变换。
同时
为傅里叶逆变换
注:①傅里叶变换是把函数变为函数
②傅里叶逆变换是把函数变为函数
③求傅里叶变换或傅里叶逆变换,关键是计算积分
④两种常见的积分方法:凑微分、分部积分
复习积分:①
②
③
④
⑤
注:
例1:求的解:
例2:求的解:
-函数
定义:如果对于任意一个在区间上连续的函数,恒有,则称为-函数。
例1:求-函数的解:
例2:求正弦函数的傅氏变换
解:
☆
第8章
拉普拉斯变换
设在时有定义
第三篇:复变函数小结
复变函数小结 第一章 复变函数
1)掌握复数的定义(引入),知道复数的几何意义(即复数可看成复数平面的一个点也可以表示为复数平面上的向量)2)掌握 复数的直角坐标表示与三角表示式及指数表示式的关系.3)掌握复数的几种运算:(1)相等;(2)加法;(3)减法;(4)乘法;(5)除法;(6)开方;(7)共轭.需要注意的是开方 : 开n次有n个根.例题
nz1n1ei02kn1ei02kn,k0,1,2,n1
4)掌握复变函数的定义,知道复变函数的极限与连续的定义.5)熟悉几个常用的基本初等函数及性质:(1)多项式;(2)有理分式;(3)根式;(4)指数;(5)三角函数.6)掌握复变函数导数的定义, 因复变函数导数的定义在形式上跟实变函数的导数定义一样,故实变函数中关于导数的规则和公式在复变函数情况仍适用.7)复变函数可导的充要条件是:(1)函数f(z)的实部u 与虚部的偏导数存在,且连续.uuvv,,xyxy(2)满足 C-R条件
uvuv,.xyyx8)知道复变函数解析的定义,复变函数解析,可导及连续的关系.9)解析函数的性质:
(1)若f(z)在区域B上解析,则f(z)的实部u与虚部v的等值(势)线互相正交.(2)若f(z)在区域B上解析,则f(z)的实部u与虚部v均为调和函数.(3)若f(z)在区域B上解析,则f(z)的实部u与虚部v 不是独立的,可由己知解析函数的实部u(或v)求出解析函数f(z).具体求法有3种
:1.直接积分法;2.凑全微分法;3.路径积分法.10)解析函数性质的应用:
平面标量场.11)知道复变函数中多值性的起源在于幅角,只需对幅角作限定(一般限定在主值范围,且一般把幅角作限定的复变平面称为黎曼面.),多值函数就退化为单值函数.第二章 复变函数的积分
1)知道复变函数积分的定义,以及它与实变函数的路径的关系.2)掌握单连通区域与复连通区域上Cauchy定理及数学表示式:fzdz0(1)其中l为区域的所有边界线.l
对单连通区域(1)可表示为
lfzdzn0,(2)对复连通区域(1)也可表示为:
fzdzfzdzli1ci(3)其中l为区域的外边界线,ci为区域的内边界线.(3)式反映对复连通区域的解析函数沿外边界的积分值与沿内边界积分的关系.作为(3)式一个特例: 包含一个奇点的任意一个闭合曲线积分值相同,它为求积分带来方便.nzadzl0,n1一个重要的积分公式: zandz2i,n1
l其中l 包含a 点.Cauchy定理为本章的重点.3)解析函数的不定积分.fzf'12i12illfdzz),4)Cauchy公式
zz(lfd2, ,fnn!2i(fdz)n1若对复连通区域 l 为区域的所有边界线.第三章 幂级数
1)了解一般的复数项级数,知道级数收敛的Cauchy判据,绝对收敛与一致收敛的概念,掌握外氏定理及运用.2)掌握幂级数的一般形式,收敛半径的计算(Rlimnanan1),知道幂级数在收敛圆内绝对且一致收敛,能逐项求导与积分.3)掌握解析函数在单连通区域的Taylor 展开式: fzazzk0k0k,akfkz0k!
知道Taylor 展开式是唯一的,即同一个函数在同一区域的展开式不管用什么方法得出其结果是相同的.熟悉一些基本的Taylor 展开式: 例1ez,2cosz,sinz,311z,4ln1z
知道函数在无穷运点的展开式.4)掌握解析函数在复连通区域的洛朗 展开式: fzazkkz0,其中akk2ic1fdz0k1,c为环域内任一沿逆时针方向的闭合曲线.知道洛朗 展开式是唯一的,即同一个函数在同一环域的展开式不管用什么方法得出其结果是相同的.所以对洛朗展开可利用熟悉的一些基本Taylor展开式来处理,例如对有理分式总可以把它分解为一系列最简单的有理分式(1zz0)之和, 而对1zz0能用等比级数来展开(关键是满足公比的绝对值小11z于1).并与
k0z,z1 比较.知道在什么情况下洛
k朗展开就退化为Taylor展开.5)掌握孤立奇点的分类方法:(1)可去奇点:设z0是f(z)的奇点当f(z)在z=z0的邻域上展开时,其洛朗展开式中没有负幂项,就称z0是f(z)的可去奇点.性质limfza
a为常数.zz0(2)m阶极点: 设z0是f(z)的奇点当f(z)在z=z0的邻域上展开时,其洛朗展开式中有有限项负幂项,其负幂项的最高幂为m,就称z0是f(z)的m阶极点.性质limfzzz0.(4)本性奇点: 设z0是f(z)的奇点当f(z)在z=z0的邻域上展开时,其洛朗展开式中有无穷多项负幂项,就称z0是f(z)的本性奇点.性质limfz不存在zz0
知道函数在无穷运点奇点的分类.第四章 留数定理
1)掌握留数定理及其计算
fzdzl2iResfzi,其中zi为l内的奇点i1n 2)掌握留数计算的两种方法
(1)洛朗展开 : 设z0是f(z)的奇点当f(z)在z=z0的邻域上展开时,其洛朗展开式中的负一次幂的系数a-1=Resf(z0).任何情况都适合.(2)对m阶极点Resfz0limmzz01dn1n11!dzzz0fz,作为一个特例,若f(z)=P(z)/ Q(z),当f(z)为一阶极点, Pz00,Qz00,Resfz0 'Qz0Pz0主要处理有理分式中分母为单根情况.3)应用留数定理计算实变函数定积分 •类型一
20zz1zz1Rcos,sindR,22iz1dziz2iResfzi,11izzi为fz在单单位圆的奇点zz1zz1,fzR,22i
•1)被积函数为三角函数的有理分式.2)积分区域为[0,2π] 作变换z=eiθ,当θ从变到2π时,复变数z恰好在单位圆上走一圈.类型二
积分条件: 1)积分区域为(-∞,∞)
2)f(z)在实轴有一价极点bk,且在上半平面除有限个奇点ak外是解析的,3)当z→∞时,zf(z)→0 fxdx2iResfakiResfbk.(2)
k1k1mp
类型三
(m>0)fxeimxdx,令Fzfzeimz
积分条件: 1)积分区域为(-∞,∞)
2)f(z)在实轴有一价极点bk,且在上半平面除有限个奇点ak外是解析的,3)当z→∞时,f(z)→0, fxeimxdx2iResFakiResFbkk1k1mp
(3)当f(x)为奇函数时(3)为fxsin0mxdx[ResFakk1m1pRe2k1sFbk]当fx为偶函数时,mfxeimxdx2fxcosmxdx,0
fxcosmxdx0i[ResFakk11pRe2k1sFbk]
第四篇:井上监测工复训试题 2010 5
河南省生产安全考核统一试题井上通风
安全监测工试卷
试卷编号:2010058600001 准考证号
姓名
培训机构
一、判断题
1、把作业场所和工作岗位存在的危险因素,如实告知从业人员,会有负面影响,增加思想负担,不利于安全生产。()
A.正确 B.错误
2、违法的主体必须具有责任能力。()
A.正确 B.错误
3、行政处罚由国家特别授权的机关依法追究、强制执行,其他机关和组织无权进行处罚。()A.正确 B.错误
4、局部瓦斯积聚是指在0.5m³以上的空间中瓦斯浓度达到1%。()A.正确 B.错误
5、在煤矿井下发生瓦斯与煤尘爆炸事故后,避灾人员在撤离灾区时佩戴的自救器可根据需要随时取下。()A.正确 B.错误
6、煤矿井下发生水灾时,被堵在巷道的人员应妥善避灾静卧,等待救援。()A.正确 B.错误
7、在井下将被埋压伤员救出后,应迅速升井,不得停留检查。()A.正确 B.错误
8、职业安全卫生管理体系的建立,使企业安全管理更具有系统性。()A.正确 B.错误
9、矽肺是一种进行性疾病,患病后即使离矽尘作业环境,病情仍会继续发展。()
A.正确 B.错误
10、煤矿企业应当向从业如实告知作业场所和工作岗位的危险因素、防范措施以及事故应急措施。()A.正确 B.错误
11、矿井通风系统是矿井通风方式、通风方法、通风网络和通风设施的总称。()
A.正确 B.错误
12、调节风窗的窗口面积都是固定不变的。()
A.正确 B.错误
13、通风设施的构筑根据各矿条件建造,不必服从全国统一要求的安全质量标准。()
A.正确 B.错误
14、“先抽后采、以风定产、监测监控”是我国煤矿瓦斯防治的总原则和方针。()
A.正确 B.错误
15、因为煤矿井下采用的是安全炸药,无论进行怎样的爆破作业都不会引爆瓦斯。()
A.正确 B.错误
16、矿井进行瓦斯抽放,可以防止瓦斯爆炸,但不能防止煤与瓦斯突出。()A.正确 B.错误
17、矿井地质构造、煤层赋存条件、煤岩的物理性质以及采掘机械化程度、采煤方法、通风状况等因素都会影响矿尘的产生多少。()A.正确 B.错误
18、空气中氧气浓度较高,点爆煤尘的温度越低,爆炸强度越大。()A.正确 B.错误
19、采煤工作面大面积切顶事故有推垮型和压垮型。()A.正确 B.错误
20、采煤工作面放顶是在煤矿井下进行,任何情况下都不会把地表水引入井下造成的水灾。()A.正确 B.错误
21、通风工建造通风设施时,只要满足本矿的要求就行,不管该要求是否符合国家规定的《矿井通风安全质量标准》。()
A.正确 B.错误
二、单项选择题
22、特种作业人员必须取得()才允许上岗作业。
A.技术资格证 B.操作资格证书 C.安全资格证书 D.安全用电作业证书
23、煤矿职工因行使安全生产权利而影响工作时,有关单位不得扣发其工资或给予处分,由此造成的停工、停产损失,应由()负责。
A.该职工 B.企业法人 C.责任者 D.工会
24、煤矿企业必须建立健全各级领导安全生产责任制,职能机构安全生产责任制,()安全生产责任制。A.领导干部 B.岗位人员 C.工作人员 D.作业人员
25、煤矿企业没有给职工发放煤矿职工安全手册,且逾期未改正的,处()以下的罚款。
A.1万元 B.5万元 C.10万元 D.50万元
26、属于法规的是()。A.煤炭法 B.矿山安全法
C.安全生产法 D.安全生产许可证条例
27、采掘工作面及其他作业地点风流中瓦斯浓度达到1.5%时,()停止工作,切断电源,撤出人员,进行处理。A.不应 B.必须 C.不一定 D.严禁
28、在标准大气状态下,瓦斯爆炸的瓦斯浓度范围为()。
A.1%~10% B.5%~16% C.3%~10% D.10%~16%
29、矿用防爆标志符号“d”为()设备。
A.增安型 B.隔爆型 C.本质安全型 D.充砂型
30、靠近掘进工作面迎头()长度以内的支架,爆破前必须加固。
A.5m B.10m C.15m D.20m 31、过滤式自救器的主要作用是过滤()气体。
A.CO B.CO2 C.H2S D.所有气体
32、采区回风巷和采掘工作面回风巷风流中,瓦斯浓度最大允许值为()。A.1.0% B.0.5% C.1.5% D.2.0%
33、在掘进工作面或其他地点发现有透水预兆时,必须()。
A.停止作业,采取措施,报告矿调度,撤离人员
B.停止作业、迅速撤退,报告矿调度 C.采取措施,报告矿调度 D.停止作业,报告矿调度
34、在煤矿井下,瓦斯的危害不包括()。
A.有毒性 B.窒息性 C.爆炸性 D.煤与瓦斯突出
35、在煤矿井下判断伤员是否有呼吸的方法不包括()。
A.耳听 B.眼视 C.晃动伤员 D.皮肤感觉
36、通俗讲的:“一条龙通风”就是指正规称谓的()通风网络。
A.并联 B.角联 C.串联 D.复杂串联
37、调节风窗的窗口应设在()。A.门扇上方、居正中位臵 B.门扇上方、靠近一侧墙边C.门扇下方 D.风门门窗中间
38、在其他条件相同的情况下,煤层的倾角小,煤层中瓦斯含量()。A.越小 B.与大倾角煤层相同 C.越大 D.与水平煤层相同
39、在瓦斯爆炸事故中,绝大部分人员死于()。
A.一氧化碳中毒 B.气浪冲击 C.火焰燃烧 D.冒顶岩层的撞击 40、矿井中设臵隔爆水袋的作用是()。A.防止瓦斯爆炸 B.保护巷道不被破坏
C.减少爆炸地点的人员伤亡 D.避免产生连续爆炸
41、在目前矿井瓦斯抽放技术下,抽放效果最好的是()与瓦斯抽放。
A.采空区 B.邻近层 C.本煤层 D.岩层
42、水棚排间距应为1.2~3m,主要水棚的棚区长度不少于(),辅助棚区不小于20m。
A.30m B.25m C.1.5m D.10m
43、火灾中人员伤亡主要源于()。A.火焰烧灼 B.一氧化碳中毒 C.造成冒顶导致砸埋人员 D.避灾迟了
44、进下发现烟气或明火等火灾灾情后,首先要做的事是()。A.尽力灭火 B.尽快撤退
C.找地点躲藏 D.立即向矿调度报告
45、当冒顶发生来不及撤至安全地点时,应及时撤至()。
A.放顶线处 B.工作面中部 C.运输机旁边 D.背靠煤壁站立
46、井下防治水的主要措施除“防、排、截、堵”外,还有一项非常重要的措施是()。
A.留设防水煤柱 B.建水闸门 C.建水闸墙 D.坚持“有疑必探,先探后掘”
47、只有()人员才能担任通风工。A.经过专门培训并考试合格的 B.任何人
C.大中专毕业生 D.从事5年以上采煤工作的
48、突出矿井掘进工作面的局部通风机除采用电闭锁外,还应采用()闭锁。A.洒水灭尘与供电 B.氧气与供电 C.甲烷与供电 D.一氧化碳与供电
49、掘进通风的风筒吊挂要求平、直、稳外,还要求()。
A.隔一个环吊一个环 B.隔二个环吊一个环
C.随意吊几个环 D.逢环必吊
50、在临时停工停风地点检查瓦斯时,必须至少2人同行,同时携带氧气测仪,并且两人相距(),从外向里随时检查瓦斯和氧气浓度。
A.4~6m B.1~2m C.3~4m D.10~20m
第五篇:大学复变函数课件-复变函数
第二章
复变函数
第一节
解析函数的概念及C.-R.方程
1、导数、解析函数
定义2.1:设是在区域内确定的单值函数,并且。如果极限
存在,为复数,则称在处可导或可微,极限称为在处的导数,记作,或。
定义2.2:如果在及的某个邻域内处处可导,则称在处解析;如果在区域内处处解析,则我们称在内解析,也称是的解析函数。解析函数的导(函)数一般记为或。
注解1、语言,如果任给,可以找到一个与有关的正数,使得当,并且时,则称在处可导。
注解2、解析性与连续性:在一个点的可导的函数必然是这个点的连续函数;反之不一定成立;
注解3、解析性与可导性:在一个点的可导性是一个局部概念,而解析性是一个整体概念;
注解4、函数在一个点解析,是指在这个点的某个邻域内解析,因此在此点可导;反之,在一个点的可导性不能得到在这个点解析。
解析函数的四则运算:
和在区域内解析,那么,(分母不为零)也在区域内解析,并且有下面的导数的四则运算法则:。
复合求导法则:设在平面上的区域内解析,在平面上的区域内解析,而且当时,那么复合函数在内解析,并且有
求导的例子:
(1)、如果(常数),那么;
(2)、,;
(3)、的任何多项式
在整个复平面解析,并且有
(4)、在复平面上,任何有理函数,除去使分母为零的点外是解析的,它的导数的求法与是实变量时相同。
2、柯西-黎曼条件
可微复变函数的实部与虚部满足下面的定理:
定理2.1
设函数在区域内确定,那么在点可微的充要条件是:
1、实部和虚部在处可微;
2、和满足柯西-黎曼条件(简称方程)
证明:(必要性)设在有导数,根据导数的定义,当时
其中。比较上式的实部与虚部,得
因此,由实变二元函数的可微性定义知,在点可微,并且有
因此,柯西-黎曼方程成立。
(充分性)设,在点可微,并且有柯西-黎曼方程成立:
设则由可微性的定义,有:
令,当()时,有
令,则有
所以,在点可微的。
定理2.2
设函数在区域内确定,那么在区域内解析的充要条件是:
1、实部和虚部在内可微;
2、)和在内满足柯西-黎曼条件(简称方程)
关于柯西-黎曼条件,有下面的注解:
注解1、解析函数的实部与虚部不是完全独立的,它们是方程的一组解,它们是在研究流体力学时得到的;
注解2、解析函数的导数形式更简洁:
公式可避免利用定义计算带来的困难。
注解3、利用两个定理,可以判断一个复变函数是否在一点可微或在一个区域内解析。
3、例题
例1
证明在任何点都不可微。
解,四个偏导数在复平面内连续,但任何点都不满足方程,故在任何点都不可微。
例2
试讨论定义于复平面内的函数的可导性。
解:
四个偏导数在复平面内连续,且在复平面内满足方程,故在复平面内处处可导。
例3
设函数在复平面可导,试确定常数之值。
解
由方程
得
(1)
(2)
由(1)
得
(3)
由(2)
得
(4)
(5)
解(3),(4),(5)得。
第二节
初等解析函数
1、幂函数
利用对数函数,可以定义幂函数:设是任何复数,则定义的次幂函数为
当为正实数,且时,还规定。
由于
因此,对同一个的不同数值的个数等于不同数值的因子
个数。
2、幂函数的基本性质:
1、由于对数函数的多值性,幂函数一般是一个多值函数;
2、当是正整数时,幂函数是一个单值函数;
3、当(当是正整数)时,幂函数是一个值函数;
4、当是有理数时,幂函数是一个值函数;
5、当是无理数或虚数时,幂函数是一个无穷值多值函数。
设在区域内,我们可以把分成无穷个解析分支。对于的一个解析分支,相应地有一个单值连续分支。根据复合函数求导法则,的这个单值连续分支在内解析,并且,其中应当理解为对它求导数的那个分支,应当理解为对数函数相应的分支。
对应于在内任一解析分支:当是整数时,在内是同一解析函数;当时,在G内有个解析分支;当是无理数或虚数时,幂函数在内有无穷多个解析分支,是一个无穷值多值函数。
例如当是大于1的整数时,称为根式函数,它是的反函数。当时,有
这是一个值函数。在复平面上以负实轴(包括0)为割线而得得区域内,它有个不同的解析分支:
它们也可以记作,这些分支在负实轴的上沿与下沿所取的值,与相应的连续分支在该处所取的值一致。
当不是整数时,原点及无穷远点是的支点。但按照a是有理数或者不是有理数,这两个支点具有完全不同的性质。
为了理解这些结论,我们在0或无穷远点的充分小的邻域内,任作一条简单闭曲线围绕0或无穷远点。在上任取一点,确定在的一个值;相应地确定,在的一个值。现在考虑下列两种情况:
(1)
是有理数,当一点从出发按反时针或顺时针方向连续变动周时,从连续变动到,而则从相应地连续变动到,也即第一次回到了它从出发时的值。这时,我们称原点和无穷远点是的阶支点,也称为阶代数支点。
(2)不是有理数时,容易验证原点和无穷远点是的无穷阶支点。
当不是整数时,由于原点和无穷远点是的支点,所以任取连接这两个支点的一条简单连续曲线作为割线,得一个区域。在内,可以把分解成解析分支。
关于幂函数当为正实数时的映射性质,有下面的结论:
设是一个实数,并且。在平面上取正实数轴(包括原点)作为割线,得到一个区域。考虑内的角形,并取在内的一个解析分支
当描出内的一条射线时(不包括0),在平面描出一条射线。让从0增加到(不包括0及),那么射线扫过角形,而相应的射线扫过角形,因此把夹角为的角形双射成一个夹角为的角形,同时,这个函数把中以原点为心的圆弧映射成中以原点为心的圆弧。
类似地,我们有,当是正整数时,的个分支
分别把区域双射成平面的个角形
.3、例题
例1、作出一个含的区域,使得函数
在这个区域内可以分解成解析分支;求一个分支在点的值。
解:由于
我们先求函数的支点。因为的支点是0及无穷远点,所以函数可能的支点是0、1、2及无穷远点。任作一条简单连续闭曲线,使其不经过0、1、2,并使其内区域含0,但不包含1及2。设是上一点,我们确定、及在这点的值分别为
。当从按反时针方向沿连续变动一周时,通过连续变动可以看到,增加了,而
没有变化,于是在的值就从
连续变动到
因此0是函数的一个支点;
同时,任作一条简单连续闭曲线,使其不经过0、1、2,并使其内区域含1,但不包含0及2。设是上一点,我们确定、及在这点的值分别为
。当从按反时针方向沿连续变动一周时,通过连续变动可以看到,增加了,而没有变化,于是在的值就从
连续变动到
因此1也是函数的一个支点;
同理,2和无穷远点也是它的支点。
支点确定后,我们作区域,把函数分解成单值解析分支。
首先,在复平面内作一条连接0、1、2及无穷远点的任意无界简单连续曲线作为割线,在所得区域内,可以把分解成连续分支。例如可取作为复平面上这样的割线,得区域。
其次,任作作一条简单连续闭曲线,使其不经过0、1、2,并使其内区域包含这三个点中的两个,但不包含另外一点。设是上一点,确定在的一个值,同样的讨论,有当从沿连续变化一周回到时,连续变化而得的值没有变化。
所以,我们可以作为割线如下,取线段及从2出发且不与
相交的射线为割线,也可以把分解成连续分支。例如取在所得区域内,可以把w分解成连续分支。例如可取及作为复平面上的割线,得区域。
求在上述区域中的一个解析分支
在的值。
在,取
于是在或内,可以分解成两个解析分支
由于所求的分支在的值为,可见这个分支是
由下图可以得到,在或内处,因此的所求分支在的值是
.例2、验证函数在区域内可以分解成解析分支;求出这个函数在上沿取正实值的一个分支在处的值及函数在下沿的值。
证明:我们有
则0及1是的三阶支点,而无穷远点不是它的支点。
事实上,任作一条简单连续闭曲线,使其内区域包含0、1,设是上一点,确定在的一个值,当从沿连续变化一周回到时,连续变化而得的值没有变化。
因此,在区域内,可以把分解成解析分支。现在选取在上沿取正实值的那一支,即在上沿,其中,根号表示算术根。求这一支在的值。
在上沿,取。于是所求的一支为
其中,根号表示算术根。求这一支在的在内处
于是的指定的一支在处的值是
.最后,考虑上述单值分支在下沿取值的情况。在区域内,当沿右边的曲线,从上沿变动到下沿时,没有变化,而减少了,于是在的下沿,有
当沿左边的曲线,从上沿变动到下沿时,增加了,而
没有变化,于是在的下沿,有
因此,无论怎样,当在的下沿时,上述单值分支的值是
.注解1:
对具有多个有限支点的多值函数,不便采取限制辐角范围的办法,而是首先求出该函数的一切支点,然后适当联结支点以割破复平面,于是,在复平面上以此割线为边界的区域内就能分出该函数的单值解析分支。因为在内变点不能穿过支割线,也就不能单独绕任一支点转一整周,函数就不可能在内同一点取不同的值了。
注解2:
解例1,例2这类题的要点,就是作图观察,当动点z沿路线(在内,且不穿过支割线)从起点到终点时,各因子辐角的连续改变量:,即观察向量的辐角的连续改变量。由此可计算。