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数学
题目

函数 f(z) 的实部、虚部 u, v 在区域 D 内有一阶连续的偏导数,则()A. u, v 在 D 内满足 C-R 方程B. f(z) 在 D 内连续C. f(z) 在 D 内可导D. f(z) 在 D 内解析

函数 $f(z)$ 的实部、虚部 $u, v$ 在区域 $D$ 内有一阶连续的偏导数,则() A. $u, v$ 在 $D$ 内满足 $C-R$ 方程 B. $f(z)$ 在 $D$ 内连续 C. $f(z)$ 在 $D$ 内可导 D. $f(z)$ 在 $D$ 内解析

题目解答

答案

题目给出函数 $ f(z) = u(x, y) + iv(x, y) $,其中 $ u $ 和 $ v $ 在区域 $ D $ 内有一阶连续偏导数。需要判断 $ f(z) $ 在 $ D $ 内满足哪些性质。 根据复变函数理论: 1. **C-R 方程**:$ f(z) $ 可导的充要条件是 $ u $ 和 $ v $ 满足柯西-黎曼方程(C-R 方程),即 $ \frac{\partial u}{\partial x} = \frac{\partial v}{\partial y} $ 且 $ \frac{\partial u}{\partial y} = -\frac{\partial v}{\partial x} $。 2. **连续性**:若 $ u $ 和 $ v $ 在 $ D $ 内连续,则 $ f(z) $ 在 $ D $ 内连续。 3. **可导性**:若 $ u $ 和 $ v $ 满足 C-R 方程且偏导数连续,则 $ f(z) $ 在 $ D $ 内可导。 4. **解析性**:若 $ f(z) $ 在 $ D $ 内处处可导,则 $ f(z) $ 在 $ D $ 内解析。 题目中仅给出 $ u $ 和 $ v $ 在 $ D $ 内有一阶连续偏导数,但未提及是否满足 C-R 方程。因此: - **A 项**:$ f(z) $ 在 $ D $ 内满足 C-R 方程。此选项不一定成立,因为题目未给出 $ u $ 和 $ v $ 满足 C-R 方程的条件。 - **B 项**:$ f(z) $ 在 $ D $ 内连续。由于 $ u $ 和 $ v $ 连续,$ f(z) $ 必然连续,此选项成立。 - **C 项**:$ f(z) $ 在 $ D $ 内可导。需满足 C-R 方程,题目未给出,故不一定成立。 - **D 项**:$ f(z) $ 在 $ D $ 内解析。需在 $ D $ 内处处可导,同样不成立。 综上,只有 **B 项** 是正确的。 **答案:B**

解析

本题考查复变函数的基本性质,特别是连续性、可导性与解析性的条件。关键点在于理解:

  1. 连续性仅依赖于实部$u$和虚部$v$的连续性;
  2. 可导性需要满足柯西-黎曼(C-R)方程;
  3. 解析性要求在区域内每一点均可导。

题目中仅给出$u$和$v$有一阶连续偏导数,但未明确是否满足C-R方程,因此需逐一分析选项。

选项分析

A. $u, v$ 在 $D$ 内满足 $C-R$ 方程

  • C-R方程是函数可导的必要条件,但题目未说明$u$和$v$是否满足$\frac{\partial u}{\partial x} = \frac{\partial v}{\partial y}$和$\frac{\partial u}{\partial y} = -\frac{\partial v}{\partial x}$。因此,无法确定该选项成立。

B. $f(z)$ 在 $D$ 内连续

  • 若$u$和$v$连续,则$f(z)=u+iv$连续。题目中$u$和$v$有一阶连续偏导数,必然连续,因此该选项正确。

C. $f(z)$ 在 $D$ 内可导

  • 可导需同时满足C-R方程和偏导数连续。题目未给出C-R方程的条件,因此无法保证可导。

D. $f(z)$ 在 $D$ 内解析

  • 解析性要求在区域内每一点均可导。由于可导性未被保证,该选项也不成立。

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