题目
1.[单选题]若f(z)=x^2+iy^2,则f(z)()A. 在全平面上解析B. 仅在直线y=x上可导C. 仅在直线y=-x上可导D. 仅在(0,0)点可导
1.[单选题]若$f(z)=x^{2}+iy^{2}$,则f(z)()
A. 在全平面上解析
B. 仅在直线y=x上可导
C. 仅在直线y=-x上可导
D. 仅在(0,0)点可导
题目解答
答案
B. 仅在直线y=x上可导
解析
本题考查复变函数的可导性与解析性,核心在于应用柯西-黎曼方程判断函数满足条件的区域。解题关键点:
- 分解函数:将复变函数$f(z)$拆分为实部$u(x,y)$和虚部$v(x,y)$;
- 计算偏导数:分别求出$u$和$v$的偏导数$u_x, u_y, v_x, v_y$;
- 验证柯西-黎曼方程:联立方程$u_x = v_y$和$u_y = -v_x$,解出满足条件的点;
- 判断可导性与解析性:若仅在某条直线上满足条件,则函数仅在该直线上可导,但无法在区域内解析。
分解函数与计算偏导数
将$f(z) = x^2 + iy^2$分解为:
- 实部$u(x, y) = x^2$
- 虚部$v(x, y) = y^2$
计算偏导数:
$u_x = 2x, \quad u_y = 0, \quad v_x = 0, \quad v_y = 2y$
应用柯西-黎曼方程
柯西-黎曼方程要求:
$\begin{cases}u_x = v_y \\u_y = -v_x\end{cases}$
代入偏导数:
- 第一方程:$2x = 2y \implies x = y$;
- 第二方程:$0 = -0 \implies$ 恒成立。
结论:仅当$x = y$时,柯西-黎曼方程成立,即函数在直线$y = x$上满足可导条件。
解析性判断
虽然函数在直线$y = x$上可导,但解析性要求函数在邻域内每一点都可导。由于仅在一条直线上满足条件,故函数不解析。