题目
1.利用导数定义讨论下列函数在给定点处的可导性,若可导,-|||-试求出导数:-|||-(1) (z)=sqrt (|xy|) , =0;-|||-(2) (z)=dfrac (1)(z) , neq 0;-|||-(3) (z)=dfrac (Re(z))(1+|z|),z=0;-|||-(4) f(z)= ^2+{y)^4}, zneq 0 0, z=0 . =0.

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查复变函数在给定点处的可导性判断,需利用导数的定义,结合不同路径趋近于0时的极限是否存在且相等来判断。
解题核心思路:
- 导数定义:复变函数在一点可导,当且仅当极限 $\lim_{h \to 0} \frac{f(z_0 + h) - f(z_0)}{h}$ 存在且与路径无关。
- 路径依赖性:若沿不同路径趋近于0时极限值不同,则函数在该点不可导。
破题关键点:
- 代入定义:将函数表达式代入导数定义,分析沿不同路径(如实轴、虚轴、斜线等)的极限。
- 化简表达式:通过变量替换或路径参数化,判断极限是否存在。
(1) $f(z) = \sqrt{|xy|}$,$z=0$
分析路径极限:
- 沿实轴($y=0$):$f(h) = 0$,差商为 $0$,极限为 $0$。
- 沿虚轴($x=0$):$f(h) = 0$,差商为 $0$,极限为 $0$。
- 沿斜线 $y=x$:$f(h) = |x|$,差商为 $\frac{|x|}{x(1+i)}$,当 $x \to 0^+$ 时极限为 $\frac{1}{1+i}$,当 $x \to 0^-$ 时极限为 $\frac{-1}{1+i}$,矛盾。
结论:极限不存在,不可导。
(2) $f(z) = \dfrac{1}{z}$,$z \neq 0$
直接求导:
- 由导数定义:$\lim_{h \to 0} \frac{\frac{1}{z+h} - \frac{1}{z}}{h} = \lim_{h \to 0} \frac{-1}{z(z+h)} = -\frac{1}{z^2}$。
结论:可导,导数为 $-\dfrac{1}{z^2}$。
(3) $f(z) = \dfrac{\text{Re}(z)}{1+|z|}$,$z=0$
分析路径极限:
- 沿实轴($y=0$):差商为 $\frac{x}{1+|x|} \cdot \frac{1}{x} \to 1$。
- 沿虚轴($x=0$):差商为 $0$,极限为 $0$。
结论:极限不一致,不可导。
(4) $f(z) = \dfrac{x(x^2 + y^2)(y - xi)}{x^2 + y^4}$,$z \neq 0$;$f(0) = 0$
分析路径极限:
- 沿实轴($y=0$):分子为 $0$,差商为 $0$,极限为 $0$。
- 沿斜线 $y = kx$:化简后极限为 $\dfrac{(1+k^2)(k - i)}{(1+ki)}$,与 $k$ 有关(如 $k=1$ 时极限为 $-i$,$k=0$ 时极限为 $0$)。
结论:极限不一致,不可导。