下列选项正确的是A,Inz除原点及负实轴外处处连续B,_(n)=Inz+2kpi ,k为整数C,_(n)=Inz+2kpi (n为正整数且_(n)=Inz+2kpi )D,_(n)=Inz+2kpi 没有意义
下列选项正确的是
A,Inz除原点及负实轴外处处连续
B,
,k为整数
C,
(n为正整数且
)
D,
没有意义
题目解答
答案
A,这个说法是正确的。在复平面上,除了原点和负实轴(包括零)之外,ln z 是连续的。
B,这个说法也是正确的。复数的自然对数是一个多值函数,可以表示为
,其中 k 是任意整数。
C,这个说法不正确。虽然在某些情况下这个等式可能成立.例如,当 z 在不同的分支上时,这个等式就不一定成立。
D,这个说法不正确。实际上,
等于
综上所述,正确的选项是 A 和 B。
解析
本题考查复变函数中对数函数的基本性质,包括连续性、多值性及特定值的定义。解题核心在于:
- 对数函数的定义域与连续性:主值对数$\mathrm{Ln}z$在复平面中除去原点及负实轴(即分支切割)的区域连续;
- 对数函数的多值性:复数对数函数$\ln z$是多值函数,可表示为$\mathrm{Ln}z + 2k\pi i$($k$为整数);
- 对数运算的幂性质:$\ln z^n = n \ln z$仅在特定分支下成立,一般不成立;
- 特殊值的定义性:$\ln(-1)$在复数中有定义,其主值为$i\pi$。
选项A
正确。主值对数$\mathrm{Ln}z = \ln|z| + i\arg z$中,$\arg z$(主辐角)在负实轴处不连续,且原点处函数无定义。因此,$\mathrm{Ln}z$在除去原点及负实轴的区域连续。
选项B
正确。复数对数函数$\ln z$是多值函数,其一般形式为:
$\ln z = \mathrm{Ln}z + 2k\pi i \quad (k \text{为整数})$
题目中表达式应为$\mathrm{Ln}z + 2k\pi i$,原题表述中的$2k\pi$可能漏写$i$,但根据上下文可判断为正确。
选项C
错误。对数的幂性质$\ln z^n = n \ln z$在复数情况下不成立。例如,取$z = -1$,则:
$\ln(-1)^2 = \ln 1 = 0, \quad 2\ln(-1) = 2(i\pi + 2k\pi i) \neq 0$
等式不成立。
选项D
错误。$\ln(-1)$在复数中有定义,其主值为:
$\mathrm{Ln}(-1) = \ln| -1 | + i\arg(-1) = 0 + i\pi = i\pi$
因此$\ln(-1)$有意义。