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数学
题目

集合 2 A. 有界的多连通域B. 无界的单连通域C. 有界的单连通域D. 无界的多连通域

集合 $2 < |z| < 3$ 表示的是:

A. 有界的多连通域

B. 无界的单连通域

C. 有界的单连通域

D. 无界的多连通域

题目解答

答案

A. 有界的多连通域

解析

本题考查复变函数中集合所表示区域的性质,包括有界性、单连通性和多连通性的判断。解题思路是先明确集合所表示的几何图形,再根据有界性、单连通性和多连通性的定义来判断该区域的性质。

  1. 确定集合所表示的几何图形:
    • 设$z = x + iy$,其中$x,y\in R$,则$\vert z\vert=\sqrt{x^{2}+y^{2}}$。
    • 集合$2\lt\vert z\vert\lt3$表示的是复平面上以原点为圆心,内半径为$2$,外半径为$3$的圆环区域(不包含边界)。
  2. 判断有界性:
    • 有界性的定义:如果存在一个正数$M$,使得区域$D$内的所有点$z$都满足$\vert z\vert\lt M$,则称区域$D$是有界的;否则,称区域$D$是无界的。
    • 对于集合$2\lt\vert z\vert\lt3$,取$M = 3$,区域内的所有点$z$都满足$\vert z\vert\lt3$,所以该区域是有界的。
  3. 判断单连通性和多连通性:
    • 单连通性的定义:如果区域$D$内任意一条简单闭曲线的内部都完全属于$D$,则称区域$D$是单连通的;否则,称区域$D$是多连通的。
    • 在圆环区域$2\lt\vert z\vert\lt3$中,我们可以作一条以原点为圆心,半径$r$满足$2\lt r\lt3$的简单闭曲线$\vert z\vert = r$,该闭曲线内部存在点$z$满足$\vert z\vert\leqslant2$,这些点不在集合$2\lt\vert z\vert\lt3$内,所以该区域不是单连通的,而是多连通的。

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