Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

vm3

.pdf
Скачиваний:
24
Добавлен:
11.05.2015
Размер:
1.32 Mб
Скачать

9.8.9(374). f (z) =

 

 

15z − 450

, z

|

> 15, a

−2

;

 

 

+ 15z2 − 225z

2z3

|

 

 

9.8.10(245). f (z) =

 

z

 

 

 

 

 

 

 

, |z + 5| > 3, a−4.

 

z2

+ 5z + 6

 

9.9.1 9.9.10. Охарактеризовать указанную точку z0 для данной

функции (см. примеры 4.1 4.5). Ответы выбрать из следующего списка: 1) простой полюс; 2) полюс кратности два; 3) полюс кратности три; 4) полюс кратности четыре; 5) полюс кратности пять; 6) правильная; 7) устранимая особая; 8) существенно особая.

 

9.9.1(Я11.РП).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos(z

 

 

2)

 

 

 

 

 

 

 

 

1 −

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, z 6= 2,

 

f1

(z) =

 

 

(z

2)2

 

 

 

 

 

z0 = 2;

 

 

 

 

1 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z = 2,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 z

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f2

(z) =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

, z0

= 1;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ln[1 + (z − 1) ]

 

 

 

 

 

f3

(z) = z

1 4

(z

 

 

2 4)5 +

 

 

 

 

(z − 4)n, z0 = 4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=0

 

 

9.9.2(А12.РЛ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

z0 = 1;

f1(z) =

 

 

 

 

 

z 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ez−1

 

− 1

, z = 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f2

 

 

2,

 

 

 

 

 

 

z = 1,

 

 

(z) =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, z0 = 1;

 

 

 

 

ez

 

 

1

 

 

1

 

 

 

 

 

(z

 

 

 

 

 

1)

 

 

 

 

 

 

sin(z − 1) − (z − 1)

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

 

f3(z) = (z

 

3)2 +

 

(z

3)3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ n(z − 3)n, z0 = 3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1

 

 

9.9.3(4Т3.БП).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

z0 = 2;

f1(z) =

 

 

 

 

 

 

 

(z 2)2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ln[1 + (z − 2)2]

,

 

z = 2,

 

f2

 

 

1,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z = 2,

 

(z) =

 

 

 

 

 

 

 

2)

(z

 

2)

, z0 = 2;

 

 

 

 

sin(z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(z − 2)5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f3(z) = (z − 4) sin

 

 

 

 

1

 

 

 

, z0

= 4.

 

z − 4

 

191

9.9.4(ДА4.РП).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f1(z) =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

z 6= 1,

z0 =

1;

f2(z)

 

=

 

1 cos z

,

z0

= 0;

 

( sin 1 − z ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ln(1 + z)

 

 

 

 

 

 

 

2,

 

 

 

 

 

 

 

 

z = 1,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f3(z) =

 

 

1

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

(z − 2)n

, z0 = 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)5

 

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(z

 

 

 

 

 

n!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.9.5(570.Р7).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f1(z) =

ln(1 + 2z)

,

z0

= 0; f2(z) =

 

1

 

 

,

z0 = 2;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

z

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(z − 2) e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f3(z) =

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, z0 = 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n!(z

1)n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.9.6(Д65.РЛ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z = 4,

z0 = 4;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f1(z) =

 

 

cos z

 

 

 

 

 

 

z 6= 4,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f2(z) =

sin(z − 1) − (z − 1)

,

z0

= 1; f3(z) =

 

 

4n

, z0 = 5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

 

zn

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(z

1)6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1

 

 

 

 

 

 

 

9.9.7(АС6.БП).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f1(z) =

sin(z − 3) − (z − 3)

, z0 = 3;

f2(z) =

 

 

 

 

z − 4

 

, z0

= 4;

 

 

 

 

 

 

1 − cos(z − 4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(z − 3)3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f3(z) =

 

 

4

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

(z − 1)n

, z0 = 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(z

1)2

 

 

 

 

 

4n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.9.8(А87.БЛ).

 

 

 

 

 

, z 6= 1,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f1(z) =

 

 

 

 

 

z

 

 

1

 

 

z0 = 1;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e(z−1)2

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z = 1,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f2(z) =

 

 

 

 

 

 

 

 

z − 2

 

 

 

 

 

 

 

, z0 = 2;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin(z − 2) − (z − 2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

n(z − 3)n, z0 = 3.

 

 

 

 

 

f3(z) = z

3

 

+

(z

 

3)3 +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

192

9.9.9(408.БП).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f1(z) =

ln(1 + 2z)

, z0

= 0; f2(z) =

 

 

 

1

 

 

 

 

, z0

= 1;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin 2z

(z − 1)4 cos(z − 1)

 

f3(z) = exp z − 4

, z0 = 4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.9.10(8П9.Б7).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f1(z) =

e2(z−5) − 1

, z0 = 5;

f2(z) =

 

 

cos(z − 2) − 1

 

 

 

, z0 = 2;

 

 

z − 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin2(z − 2) − (z − 2)2

 

f3(z) = z sin

 

 

1

 

,

z0

= 3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z − 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.10.1 9.10.10. Вычислить указанные вычеты (см. примеры 4.6

4.11).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.10.1. а) (061). Res (z − i)(z − 2i) ; z = i ;

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б) (ПТ2). Res (z − 4)3 ; z = 4 ; в) (303). Res z2z+ 3 ; z = ∞ .

 

 

 

 

 

 

 

sin 5z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.10.2. а) (ПТ1). Res

 

 

 

 

z

; z = 1 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(z − 1)(z + 2)

 

 

 

 

z

 

 

 

(z − 2)2

(z − 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б) (652). Res

 

sin(z − 1)

 

; z = 2 ; в) (7Б3). Res z cos

 

1

; z =

.

 

 

 

 

 

 

 

9.10.3. а) (С54). Res (z − 2i)(z − 4i) ; z = 4i ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б) (695). Res (z − 3)2

(z + 1) ; z = 0 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в) (856). Res (z − 2)3 cos z − 2 ; z = 2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.10.4. а) (057). Res

3

; z = −2 ;

 

 

 

 

 

(z + 2)(z + 5)

 

 

 

 

 

б) (2Т8).Res z sin

 

1

 

 

; z = 1 ; в) (099).Res

 

 

ez

 

 

 

; z = −3 .

z − 1

(z + 3)2(z + 4)

9.10.5. а) (БС0). Res

 

3z cos2 z

; z = −i ;

 

 

 

 

 

(z + i)(z + 4i)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ez

 

 

 

 

 

б) (081).

Res

 

; z = 2 ; в) (Д22).

Res

 

; z = ∞ .

(z − 1)(z + 2)2

z5

193

 

 

 

 

 

 

 

 

ez

 

 

9.10.6. а) (843). Res

 

 

 

 

 

 

; z = 1 ;

 

 

(z − 1)(z − 2)

 

 

б) (8Т4). Res

cos 2z

; z = ∞ ; в) (495). Res

z4

 

 

 

z5

(z − 1)3

 

9.10.7. а) (776). Res (z + 2i)(z + 3i) ; z = −3i ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin 2z

 

 

 

 

 

 

e2z

 

 

б) (БС1.5П). Res

 

 

 

 

 

 

; z = 1 ; в) (Т37). Res

 

(z − 1)2(z − 3)

9.10.8. а) (0Т8). Res

sin 4z

 

 

 

 

 

 

 

; z = 4 ;

 

 

(z − 3)(z − 4)

 

 

 

 

 

 

z2

 

 

б) (РА4). Res

 

 

 

; z = 1 ;

 

 

(z − 1)2(z + 3)

 

 

в) (П19). Res (3 − z) cos z − 3 ; z = 3 .

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Res

 

 

 

 

 

e3z

 

 

9.10.9. а) (СС1).

 

 

 

; z = 3 ;

 

 

(z − 3)(z − 2)

 

 

б) (Д82). Res (z − 1)(z + 2)3 ; z = −2 ;

 

 

 

 

 

 

z

 

 

в) (Р23). Res (z + 2)4 sin z + 2 ; z = −2 .

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Res

 

 

 

 

 

z4

 

 

9.10.10. а) (0C4).

 

; z = 2 ;

 

 

(z − 2)(z − 4)

 

 

 

 

 

 

z2

 

 

б) (П85). Res

 

; z = −1 ;

 

 

(z − 2)(z + 1)2

 

 

; z = 1 .

z15

1 + z4 ; z = ∞ .

в) (СД6). Res

10z2 exp

z + 1

 

; z = −1 .

 

 

1

 

 

194

9.11.1 9.11.10. Вычислить указанные интегралы (см. примеры

4.12 4.16).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.11.1. а) (797).

1

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

dz

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2πi

 

 

(z2 − 1)(z + 2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

|z+2|=4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2π

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos xdx

 

 

 

 

 

 

 

б) (Т97). Z0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

; в) (746.57). Z0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ cos x

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

4 + x2

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

9.11.2. а) (058).

1

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

zdz

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2πi

 

 

(z2 + 1) sin z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

|z|=1,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2π

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

+∞

 

sin xdx

б) (567.5П). Z

 

 

 

 

 

 

; в) (2С8.5Я).

Z

 

 

 

 

 

 

+ sin x

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

x2 + 4x + 8

 

10

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−∞

 

 

 

 

 

 

9.11.3. а) (РП9).

1

 

 

I

 

 

 

 

 

sin(4 + z)dz

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2πi

 

 

 

 

(ez − 1)(z2 + 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

|z|=0,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2π

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+∞

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

б) (490). Z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

; в) (СР2). Z

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

+ cos x

 

 

 

 

 

 

 

x2 + 4x + 20

17

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.11.4. а) (1Д3).

 

1

 

 

I

 

 

 

 

 

z2dz

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2πi

z2 + 5iz − 6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

|z|=5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+∞

б) (ЯС9.ШП). Z

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

; в) (6Д0.ШЛ). Z

 

 

cos 3xdx

 

 

 

 

 

+ cos x

 

 

 

 

.

 

 

 

 

x2 + 2x + 17

 

 

26

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−∞

 

 

 

 

 

 

9.11.5. а) (2Т4).

2

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

zdz

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

πi

 

 

 

 

(z2 + 1)(z + 3i)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

|zi|=1,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+∞

 

 

 

 

 

 

 

б) (951). Z

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

; в) (А81.Ш7). Z

 

 

 

 

sin 3xdx

 

 

 

 

 

.

 

+ sin x

 

 

x2 + 4x + 20

17

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−∞

 

 

 

 

 

 

 

195

9.11.6. а) (099).

1

 

I

 

 

zdz

 

;

 

 

 

 

 

 

 

2πi

(z2 + 16)(z − 3)

2π

 

 

 

 

 

|z|=6

 

 

+∞

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

cos 2xdx

б) (472). Z

 

 

 

; в) (ТА2.57). Z

 

+ sin x

 

.

 

x2 + 16

37

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−∞

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

4z

5

3z3 + 1

9.11.7. а) (9У3).

 

 

I

 

 

dz;

 

2πi

 

 

z6

 

|z|=0,1

1

2π

 

 

dt

 

Z0

 

 

 

б) (ТР3).

 

(

 

+ cos t)2

; в) (Т53).

5

5

+∞

2(x2 − x + 2)

dx.

Z

(x4 + 10x2 + 9)5

 

−∞

9.11.8. а) (081).

1

 

I

sin z3dz

;

2πi

1 − cos z

|z|=2

б) (274). 15 15

2π

dt

 

+∞

(x 1)dx

 

 

 

Z

 

; в) (1П5).

Z

.

(4 + cos t)2

(x2 + 4)2

0

 

 

−∞

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

I

1

2z + 3z2 + 4z3

9.11.9. а) (ДА6).

 

 

 

 

 

 

2z2

 

dz;

2πi

 

 

 

 

 

 

 

 

2π

 

 

 

 

|z|=0,3

 

 

 

+∞

 

 

 

1

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

dx

Z

 

 

 

 

; в) (ТТ8). Z

 

б) (497).

 

(

 

+ cos t)2

 

.

 

 

x4 + 17x2 + 16

42

7

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

e2z

 

z

 

 

 

9.11.10. а) (СТ4).

 

 

I

 

 

dz;

 

 

 

 

2πi

 

z2

 

 

 

 

|z|=1

б) (6Т9). 3 3

2π

dt

 

+∞

1200dx

Z

 

Z

 

; в) (5П0).

 

.

(2 + cos t)2

(x2 + 9)(x2 + 4)2

0

 

 

−∞

 

 

Контрольная работа № 10

10.1.1 10.1.10. Для заданной графически функции: а) записать аналитическое выражение функции f (x); б) разложить в тригоно-

метрический ряд Фурье эту функцию; в) построить график суммы S(x) полученного ряда; г) найти S(−l), S(+l), а также значение S(x) в точках разрыва функции f (x), если они есть (см. пример 6.2).

196

10.1.1.

 

f (x)

 

6

 

 

 

 

 

 

10.1.2.

 

f (x)

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l = 1

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l = 2

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−1

 

 

O

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

x −2

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 x

10.1.3.

 

f (x)

 

6

 

 

 

 

 

 

10.1.4.

 

f (x)

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

l = 1

-

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

l = 4

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 O

 

1

 

 

 

 

x −4

 

 

 

O

 

 

 

 

1

 

 

 

4 x

10.1.5.

 

f (x)

 

6

 

 

 

 

 

 

10.1.6.

 

f (x)

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

l = 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l = 2

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−2

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 x −2

1 O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 x

10.1.7.

 

f (x)

 

6

 

 

 

 

 

 

10.1.8.

 

f (x)

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

l = 2

 

 

 

 

 

 

 

2

 

l = 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−2

 

 

O

 

1

 

 

 

2 x −2

−1 O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 x

10.1.9.

 

f (x)

 

6

 

 

 

 

 

 

10.1.10.

 

f (x)

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

l = 2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

l = 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−2

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 x −2

 

 

 

O

 

1

 

 

2 x

197

10.2.1 10.2.10. Заданную на (0, l) графически функцию f (x) продолжить на (−l, 0) чётным и нечётным образом. Полученные функ-

ции разложить в тригонометрический ряд Фурье и построить графики их суммы (см. пример 6.3). (Обратить внимание на особенности симметрии графика функции.)

10.2.1.

 

 

 

 

 

10.2.2.

 

 

 

 

 

f (x)

6

 

 

 

 

f (x) 6

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

1

 

l = 4

 

 

 

 

 

l = 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

-

O

 

2

 

4

x

O

1

2

3

4

x

−1

 

 

 

 

 

−1

 

 

 

 

 

10.2.3.

 

 

 

 

 

10.2.4.

 

 

 

 

 

f (x) 6

 

 

 

 

f (x) 6

 

l = 4

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

1

 

 

l = 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

-

O

1

2

3

 

4 x

O

1

2

3

 

4 x

10.2.5.

 

 

 

 

 

10.2.6.

 

 

 

 

 

f (x) 6

 

 

 

 

f (x) 6

 

 

 

 

 

 

 

l = 4

 

 

 

 

l = 3

 

 

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

-

O

1

 

3

 

4 x

O

1

2

3

 

x

10.2.7.

 

 

 

 

 

10.2.8.

 

 

 

 

 

f (x) 6

 

 

 

 

f (x) 6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

l = 2

 

 

 

 

 

l = 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

-

O

1

2

 

 

x

O

 

2

 

 

4 x

 

 

 

 

 

198

 

 

 

 

 

10.2.9.

 

 

10.2.10.

 

 

 

f (x) 6

 

 

 

f (x) 6

 

 

l = 2

1

 

l = 4

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

-

O

2

4

x

O

1

2

x

−1

 

 

 

−1

 

 

 

10.3.1 10.3.10. Данные функции представить рядом Фурье в комплексной форме (см. пример 6.4). Записать спектральную функцию, амплитудный и фазовый спектры.

(0, −2 ≤ x ≤ −1,

10.3.1f (x) = 1, −1 < x < 1,

0, 1 ≤ x ≤ 2.

10.3.3 f (x) = ex, −1 ≤ x ≤ 1. 10.3.5 f (x) = x, −π < x < π. 10.3.7 f (x) = π2 − x2, |x| ≤ π.

10.3.9 f (x) = ex, 0 ≤ x ≤ π, 0, −π ≤ x < 0.

 

 

 

π2 − x2

,

x

<

π

,

10.3.2 f (x) =

 

 

 

2

4

π

 

 

|

|

 

 

 

 

 

 

0,

 

 

 

 

≤ |x| < π.

 

f (x) =

2

 

 

10.3.4

 

 

π

x

π.

 

2x + 1,

 

 

 

 

 

10.3.6 f (x) =

−x + 4, −3 < x < 3.

10.3.8 f (x) =

−2x + 3, −5 < x < 5.

10.3.10 f (x) = 3x + 2, −1 < x < 1.

10.4.1 10.4.10. Представить данную функцию интегралом Фурье в одной из форм, которую вы считаете более удобной (см. примеры 7.1 и 7.2).

 

 

 

1, 1 x 0,

 

 

 

x 2, 2 < x <

1,

10.4.1 f (x) =

(

x,0 <x <1,

 

10.4.2 f (x) =

x,

1 < x < 1,

 

 

 

0, x > 1.

 

 

 

 

−x + 2, 1 < x < 2,

 

 

 

10.4.3 f (x) = e−|x|.| |

 

 

 

 

 

 

 

0, x

> 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

10.4.4 f (x) =

 

 

1 |

 

|при x > 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

1 + x

 

 

 

 

 

 

10.4.5 f (x) =

 

 

 

 

 

 

 

10.4.6 f (x) = e−|x| cos x.

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

1 + x2

 

 

 

π

 

 

 

 

 

cos x, |x|π

,

 

 

 

 

 

 

+∞eu2 du =

 

 

 

 

10.4.8 f (x) = ex2

 

 

 

 

10.4.7 f (x) =

2

 

 

 

 

π

 

 

0, x

> 2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

−∞

 

!

 

 

 

| |

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10.4.9 f (x) =

sin x, |x| ≤ π,

 

10.4.10 f (x) =

e−2x sin 3x, x ≥ 0,

 

 

 

 

0, |x| > π.

 

 

 

 

0, x < 0.

 

 

 

199

10.5.1 10.5.10. Найти преобразование Фурье данной функции (см. пример 7.3).

10.5.1 f (x) = x exp

 

x2

. 10.5.2 f (x) = (2

x) exp

(x − 2)2

.

 

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

10.5.3 f (x) = xe−|x|.

 

 

 

 

10.5.4 f (x) = e−|x| cos x.

 

 

10.5.5 f (x) = e−|x| sin x.

 

 

10.5.6 f (x) = (2x + 1)e−|x|.

 

 

10.5.7. f (x) =

0,

вне[−1, 1].

 

 

 

 

 

10.5.8. f (x) =

x2,

1

x

1,

 

 

 

 

0,

||x||

>

1.

 

 

 

 

 

 

10.5.9. f (x) =

x,

x

 

 

1,

 

 

 

 

 

 

0,

в

других| |

точках.

 

 

 

 

10.5.10. f (x) =

1,

1 < x < 2,

 

 

 

 

 

0,

 

 

 

 

||x|| >

1.

 

 

 

 

 

x cos 3x,

x

 

1,

 

 

 

 

10.6.1 10.6.10. Для заданных на (0, +∞) функций найти синус-

преобразование Фурье или косинус-преобразование Фурье (см. примеры 7.4 7.6).

10.6.1. f (x) =

 

1

, Fc

(ω).

 

 

 

10.6.2. f (x) =

 

x

, Fs(ω).

 

 

 

 

 

4 + x2

 

 

 

9 + x2

10.6.3. f (x) =

 

 

 

x

 

 

, Fs(ω).

 

10.6.4. f (x) =

 

 

1

 

, Fc(ω).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x

2

 

2

 

(x

2

 

2

 

 

 

+ 25)

 

 

 

 

 

 

 

 

+ 4)

 

10.6.5. f (x) =

1 − e−2x

, Fc(ω).

 

10.6.6. f (x) =

 

1

 

, Fc(ω).

 

 

1 + x4

10.6.7. f (x) =

 

 

x

x > a,

 

 

Fs(ω).

 

 

 

0,

a,

 

 

 

 

 

10.6.8. f (x) =

 

1,

0

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4x − 1,

0 ≤ x ≤ 4 ,

Fs(ω).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

0,

 

 

x

> 1 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 | |x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos x,

 

π,

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

Fc(ω).

 

 

 

 

 

10.6.9. f (x) =

 

0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x > π,

 

 

 

Fc(ω).

 

 

 

 

 

10.6.10. f (x) =

 

0,

 

 

x > π,

π,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin x,

0

x

 

 

 

 

 

 

10.7.1 10.7.10. В задачах а) и б) найти изображение данного оригинала, или оригинала, удовлетворяющего заданному уравнению (см. примеры 8.1 8.4, 8.8 8.13). При проверке ответа множитель η(t − t0) опускать. Рациональное изображение вводить в виде отношения полиномов относительно p, сократив при этом общие

200

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]