题目
下列区域中,不是单连通域的是()A. 单位圆内部B. 复平面去掉原点C. 上半平面D. 整个复平面
下列区域中,不是单连通域的是()
A. 单位圆内部
B. 复平面去掉原点
C. 上半平面
D. 整个复平面
题目解答
答案
B. 复平面去掉原点
解析
本题考查单连通域的概念,解题思路是根据单连通域的定义,逐一分析每个选项所代表的区域是否为单连通域。
单连通域的定义为:如果区域 $D$ 内任意一条简单闭曲线的内部都完全属于 $D$,则称 $D$ 为单连通域;否则称为多连通域。
选项A:单位圆内部
单位圆内部可以表示为 $D_1=\{z\in\mathbb{C}:|z|\lt1\}$。对于单位圆内部的任意一条简单闭曲线 $C$,其内部必然完全包含在单位圆内部。因为单位圆是一个没有“洞”的区域,所以单位圆内部是单连通域。
选项B:复平面去掉原点
复平面去掉原点可以表示为 $D_2 = \mathbb{C}\setminus\{0\}$。我们可以构造一条简单闭曲线,例如以原点为圆心,半径为 $r\gt0$ 的圆周 $C:|z| = r$。这条圆周的内部包含了原点 $z = 0$,而原点并不在区域 $D_2$ 内,不满足单连通域的定义,所以复平面去掉原点是多连通域,不是单连通域。
选项C:上半平面
上半平面可以表示为 $D_3=\{z\in\mathbb{C}:\text{Im}(z)\gt0\}$。对于上半平面内的任意一条简单闭曲线 $C$,其内部必然完全包含在上半平面内。因为上半平面是一个没有“洞”的区域,所以上半平面是单连通域。
选项D:整个复平面
整个复平面可以表示为 $D_4=\mathbb{C}$。对于复平面内的任意一条简单闭曲线 $C$,其内部必然完全包含在复平面内。因为复平面是一个没有“洞”的区域,所以整个复平面是单连通域。