18.(判断题)u是v的共轭调和函数,则v是u的共轭调和函数。A. 对B. 错
A. 对
B. 错
题目解答
答案
解析
本题考查共轭调和函数的定义及性质。解题的关键在于明确共轭调和函数的定义,并通过该定义来判断题目所给陈述的正确性。
设 $u(x,y)$ 和 $v(x,y)$ 是两个具有二阶连续偏导数的函数,若它们满足柯西 - 黎曼方程:
$\frac{\partial u}{\partial x}=\frac{\partial v}{\partial y}$ 且 $\frac{\partial u}{\partial y}=-\frac{\partial v}{\partial x}$,则称 $v$ 是 $u$ 的共轭调和函数。
若 $u$ 是 $v$ 的共轭调和函数,那么此时柯西 - 黎曼方程变为:
$\frac{\partial v}{\partial x}=\frac{\partial u}{\partial y}$ 且 $\frac{\partial v}{\partial y}=-\frac{\partial u}{\partial x}$
而要使 $v$ 是 $u$ 的共轭调和函数,需要满足 $\frac{\partial u}{\partial x}=\frac{\partial v}{\partial y}$ 且 $\frac{\partial u}{\partial y}=-\frac{\partial v}{\partial x}$,这与 $u$ 是 $v$ 的共轭调和函数时的柯西 - 黎曼方程并不一致。
例如,设 $u(x,y)=x$,$v(x,y)= - y$。
先求偏导数:
$\frac{\partial u}{\partial x}=1$,$\frac{\partial u}{\partial y}=0$;$\frac{\partial v}{\partial x}=0$,$\frac{\partial v}{\partial y}=-1$。
此时 $\frac{\partial u}{\partial x}=-\frac{\partial v}{\partial y}$ 且 $\frac{\partial u}{\partial y}=\frac{\partial v}{\partial x}$,说明 $u$ 是 $v$ 的共轭调和函数。
但对于 $v$ 是 $u$ 的共轭调和函数的条件 $\frac{\partial u}{\partial x}=\frac{\partial v}{\partial y}$ 并不成立($1\neq - 1$),所以 $v$ 不是 $u$ 的共轭调和函数。