题目
10.[判断题]0201 如果f'(z)在区域D内处处为零,则f(z)在D内是常数.A 对B 错
10.[判断题]0201 如果f'(z)在区域D内处处为零,则f(z)在D内是常数.
A 对
B 错
题目解答
答案
根据复变函数理论,若复函数 $ f(z) $ 在区域 $ D $ 内可导且 $ f'(z) = 0 $ 处处成立,则 $ f(z) $ 的实部和虚部的一阶偏导数均为零。由柯西-黎曼方程,这 implies $ u_x = u_y = v_x = v_y = 0 $,即实部和虚部均为常数。因此,$ f(z) $ 在 $ D $ 内为常数。
答案:$\boxed{A}$
解析
考查要点:本题主要考查复变函数中导数为零时函数性质的判断,涉及柯西-黎曼方程和解析函数的性质。
解题核心思路:
若复函数 $f(z)$ 在区域 $D$ 内可导且导数为零,则其实部 $u(x,y)$ 和虚部 $v(x,y)$ 的一阶偏导数均为零。结合柯西-黎曼方程,可进一步推出 $u$ 和 $v$ 均为常数,从而 $f(z)$ 在 $D$ 内为常数。
关键点:
- 导数为零 $\Rightarrow$ 实部、虚部偏导数为零。
- 柯西-黎曼方程的联立作用。
- 偏导数恒为零 $\Rightarrow$ 函数为常数(微分中值定理的应用)。
步骤1:分析导数为零的条件
若 $f'(z) = 0$ 在区域 $D$ 内处处成立,则复导数的表达式为:
$f'(z) = u_x + iv_x = 0 \quad \text{($u$ 为实部,$v$ 为虚部)}$
由此可得:
$u_x = 0, \quad v_x = 0.$
步骤2:应用柯西-黎曼方程
根据柯西-黎曼方程:
$u_x = v_y, \quad u_y = -v_x.$
将 $u_x = 0$ 和 $v_x = 0$ 代入,得:
$v_y = 0, \quad u_y = 0.$
步骤3:推导实部和虚部的性质
此时,$u$ 和 $v$ 的所有一阶偏导数均为零:
$u_x = u_y = 0, \quad v_x = v_y = 0.$
根据多元函数微分学,若所有一阶偏导数恒为零,则 $u$ 和 $v$ 在区域 $D$ 内均为常数。
结论:
$f(z) = u(x,y) + iv(x,y)$ 的实部和虚部均为常数,因此 $f(z)$ 在 $D$ 内为常数。