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数学
题目

关于复积分的路径独立性,下列说法中正确的有:A. 如果 f(z) 在区域 D 内解析,则 int_(C) f(z) , dz 与路径无关B. 路径独立性意味着无论怎样选择路径,积分值不变C. 路径独立性只适用于闭合曲线D. 路径独立性要求 f(z) 在整个复平面上解析

关于复积分的路径独立性,下列说法中正确的有:

A. 如果 $f(z)$ 在区域 $D$ 内解析,则 $\int_{C} f(z) \, dz$ 与路径无关

B. 路径独立性意味着无论怎样选择路径,积分值不变

C. 路径独立性只适用于闭合曲线

D. 路径独立性要求 $f(z)$ 在整个复平面上解析

题目解答

答案

B. 路径独立性意味着无论怎样选择路径,积分值不变

解析

本题考查复积分路径独立性的相关知识。解题思路是根据复积分路径独立性的定义和性质,对每个选项逐一进行分析判断。

选项A

根据柯西 - 古萨基本定理,如果函数 $f(z)$ 在单连通区域 $D$ 内解析,那么对于 $D$ 内的任意一条简单闭合曲线 $C$,有 $\oint_{C} f(z) \, dz = 0$。进一步地,对于 $D$ 内连接两点 $z_1$ 和 $z_2$ 的任意两条路径 $C_1$ 和 $C_2$,积分 $\int_{C_1} f(z) \, dz = \int_{C_2} f(z) \, dz$,即积分与路径无关。但该选项没有强调区域 $D$ 是单连通区域,所以选项A错误。

选项B

路径独立性的定义就是:在满足一定条件下,对于连接两个固定端点的任意路径,复积分的值都相同,也就是无论怎样选择路径,积分值不变,所以选项B正确。

选项C

路径独立性不仅适用于闭合曲线,对于连接两个固定端点的非闭合曲线同样适用。当 $f(z)$ 在单连通区域 $D$ 内解析时,连接 $D$ 内两点的任意路径上的积分值都相等,所以选项C错误。

选项D

路径独立性并不要求 $f(z)$ 在整个复平面上解析,只需要 $f(z)$ 在积分所涉及的单连通区域内解析即可。例如,函数 $f(z)=\frac{1}{z^2}$ 在复平面上除 $z = 0$ 外处处解析,在不包含 $z = 0$ 的单连通区域内,其积分与路径无关,所以选项D错误。

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