题目
3.指出下列函数f(z)的解析性区域,并求出其导数:-|||-(1) ((z-1))^5 ;-|||-(2) ^3+2iz ;-|||-(3) dfrac (1)({z)^2-1} ;-|||-(4) dfrac (az+b)(cz+d) (c,d中至少有一个不为0).

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查复变函数的解析性区域判断及导数计算,涉及多项式函数、有理分式函数的解析性条件及求导法则。
解题思路:
- 解析性判断:多项式函数在复平面处处解析;分式函数在分母不为零的区域解析。
- 导数计算:直接应用复变函数求导规则(如幂函数、多项式、商的导数公式)。
关键点:
- 多项式函数:解析区域为整个复平面。
- 分式函数:解析区域为分母不为零的点,导数需用商的求导法则。
(1) $(z-1)^5$
解析性区域
多项式函数在复平面处处解析,因此解析区域为整个复平面。
导数计算
直接应用幂函数求导法则:
$f'(z) = 5(z-1)^4$
(2) $z^3 + 2iz$
解析性区域
多项式函数在复平面处处解析,因此解析区域为整个复平面。
导数计算
逐项求导:
$f'(z) = 3z^2 + 2i$
(3) $\dfrac{1}{z^2 - 1}$
解析性区域
分母 $z^2 - 1 = 0$ 时无定义,解得 $z = \pm 1$,因此解析区域为除去 $z = \pm 1$ 的复平面。
导数计算
用商的导数公式:
$f'(z) = \frac{0 \cdot (z^2 - 1) - 1 \cdot 2z}{(z^2 - 1)^2} = -\frac{2z}{(z^2 - 1)^2}$
(4) $\dfrac{az + b}{cz + d}$($c, d$ 不全为零)
解析性区域
分母 $cz + d = 0$ 时无定义,解得 $z = -\dfrac{d}{c}$(当 $c \neq 0$ 时)。若 $c = 0$,则分母为 $d \neq 0$,函数为常数。因此:
- 当 $c \neq 0$ 时,解析区域为除去 $z = -\dfrac{d}{c}$ 的复平面;
- 当 $c = 0$ 时,解析区域为整个复平面。
导数计算
用商的导数公式:
$f'(z) = \frac{a(cz + d) - (az + b)c}{(cz + d)^2} = \frac{ad - bc}{(cz + d)^2}$