题目
设 f(z) = z operatorname(Re)(z),则函数 f(z) 仅在( )处可导。A. z = iB. z = 1C. z = -1D. z = 0
设 $f(z) = z \operatorname{Re}(z)$,则函数 $f(z)$ 仅在( )处可导。
A. $z = i$
B. $z = 1$
C. $z = -1$
D. $z = 0$
题目解答
答案
D. $z = 0$
解析
本题考查复变函数可导性的判断,解题思路是利用复变函数可导的充要条件——柯西 - 黎曼方程来进行判断。
设$z = x + iy$,其中$x,y\in R$,则$\operatorname{Re}(z)=x$,那么$f(z)=z\operatorname{Re}(z)=(x + iy)x=x^{2}+ixy$。
令$u(x,y)=x^{2}$,$v(x,y)=xy$。
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首先求$u(x,y)$和$v(x,y)$的偏导数:
- 根据求导公式$(X^n)^\prime=nX^{n - 1}$,对$u(x,y)=x^{2}$关于$x$求偏导数,$\frac{\partial u}{\partial x}=\frac{\partial (x^{2})}{\partial x}=2x$;对$u(x,y)=x^{2}$关于$y$求偏导数,因为$u(x,y)$中不含$y$,所以$\frac{\partial u}{\partial y}=\frac{\partial (x^{2})}{\partial y}=0$。
- 对$v(x,y)=xy$关于$x$求偏导数,$\frac{\partial v}{\partial x}=\frac{\partial (xy)}{\partial x}=y$;对$v(x,y)=xy$关于$y$求偏导数,$\frac{\partial v}{\partial y}=\frac{\partial (xy)}{\partial y}=x$。
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然后根据柯西 - 黎曼方程$\frac{\partial u}{\partial x}=\frac{\partial v}{\partial y}$且$\frac{\partial u}{\partial y}=-\frac{\partial v}{\partial x}$来确定可导点:
- 由$\frac{\partial u}{\partial x}=\frac{\partial v}{\partial y}$可得$2x = x$,移项得到$2x - x = 0$,即$x = 0$。
- 由$\frac{\partial u}{\partial y}=-\frac{\partial v}{\partial x}$可得$0=-y$,即$y = 0$。
所以,只有当$x = 0$且$y = 0$时,柯西 - 黎曼方程成立,此时$z=x + iy=0$,即函数$f(z)$仅在$z = 0$处可导。