2.6 习题路线与检查题|数学物理方法

数学物理方法 · 2.6 习题路线与检查题
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第二章 / 2.6

习题路线与检查题

原书习题45—47页

2.6 · 原书习题45—47页

20 原书习题怎样分配精力

训练目标 原书题号 必须具备的方法
像集与极限 1—4、11—12 写 、保留范围、找反例路径
可导点与解析域 5—7、10、14 连续性检查、C-R 方程、排除分母零点
解析函数为常数 8 C-R、区域连通
极坐标 C-R 9 链式法则、
指数与三角方程 13、16 指数化、模角比较、拆实虚部
恒等式、对数、一般幂 15、17—18 指数定义、全部辐角、分支

第一轮优先5—7、10、13—14与17的对数幂部分;这几类和后续积分最直接相连。原书第8题理论证明和第9题坐标转换建议第二轮补齐。反函数的大量特殊值计算可在掌握 的方法后按需练习,不必把一整页公式都当成开课门槛。

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练习1 可导点不是解析域

求 的可导点、对应导数及解析域。

展开解析:解 C-R 后还要检查开邻域

,偏导连续。C-R 给 ,所以只在0可导,导数为0。可导点集合只有一个点,没有任何开邻域,故没有解析域,0也不是解析点。也可直接用差商 核验导数。

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练习2 不存在极限,两条路径就够

证明 在 时没有极限。若分子改成 ,极限怎样?

展开解析:反例与统一估计各用一次

原式沿实轴为1、沿虚轴为 ,故极限不存在。改后 ,统一控制所有方向,故极限为0。不能因为第一个例子沿两条路径失败,就把所有含共轭的极限都判作不存在。

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练习3 从实虚部认出解析函数

设 ,求解析域和导数。

展开解析:先尝试还原熟悉的复表达式

把两项合并,得到 ,故全平面解析,。若题目指定必须用 C-R,可对 分别求四个偏导,检查两式后用 ;结果相同。认出表达式能减少计算,但不能忽略题目指定方法。

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练习4 解析域与指数零点

求 的解析域和导数。

展开解析:先解分母为零

的全部解为 。故函数在删去这些点的平面内解析,。排除的是无穷多个离散点,不只是 。这个结果也会成为第四章泰勒展开收敛半径的依据。

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练习5 对数的主值与全部值

求 和其主值;主值对数在 是否解析?

展开解析:先把角放入本书主值区间

模为 ,主辐角为 。全部值为 ,主值取 。本书的主值对数在 有值 ,但上下两侧极限不同,所以不连续、不解析。赋了一个值并不消除分支割线。

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练习6 复数的复数次幂

求 的全部值与主值。

展开解析:别漏掉正实底数的复对数

,故 。主值为 。全部值沿一条固定射线排列,模为 。若题目事先定义 ,就已选定实对数,此时应按那个单值定义回答。

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练习7 解一个复三角方程

求 的全部解。

展开解析:令指数作未知数

设 ,则 ,即 ,得 。取全部对数 ,得到 。两种符号已覆盖全部解;实部的周期项不能漏掉。

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练习8 C-R 的常数结论

设 在区域 内解析,且 。证明 是常数,并说明为什么要说“区域”。

展开解析:虚部不变会锁住实部

,由 C-R 得 。沿 中任意连接两点的折线积分可知 取同一常数,因此 。连通性使各个点属于同一个常数块;如果集合是两个互不相连的圆盘,可以在一个圆盘取 ,另一个取 ,局部均解析,却不是全体同一个常数。

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21 进入第三章之前的自查

看见 给出的函数,会写 C-R 并检查充分条件;看见有理式,会列全分母零点;看见 方程,会加 ;看见对数和非整数幂,会说明主值或分支;看见“解析”二字,会主动检查有没有开邻域。

八道检查题至少前七题应能独立完成。较长的反双曲公式和偏导反例构造可以查阅,但“C-R 不是只剩两条等式”“解析性是邻域性质”必须理解。这两点会决定第三章的积分定理能不能用。

来源、编排与掌握要求

依据用户提供的严镇军《数学物理方法》扫描本第二章整理;正文印刷页24—44,章末习题45—47。扫描PDF文件页序等于印刷页码加6。按原书节序覆盖各主题,以重新讲解、推导主线和例题说明组织,未逐字复制原文。自编检查题与原书习题分开编号,原书题号可在本章习题路线中查找;本文件不声称是全部原书习题的逐题答案册。

第一轮优先掌握能独立做题所需的概念、步骤和适用条件;背景、证明及拓展均说明用途和暂缓深究的边界。第二章含8道自编检查题及完整解析。公式与SVG内嵌,可离线阅读;屏幕答案默认折叠,打印时自动展开。整理日期:2026年10月15日。