题目
2.函数f(z)=3|z|^2在点z=0处是()A. 解析的B. 可导的C. 不可导的D. 既不解析也不可导
2.函数$f(z)=3|z|^{2}$在点z=0处是()
A. 解析的
B. 可导的
C. 不可导的
D. 既不解析也不可导
题目解答
答案
B. 可导的
解析
考查要点:本题主要考查复变函数在某一点的可导性和解析性的判断,需要掌握导数的定义、柯西-黎曼方程的应用,以及解析函数的定义。
解题核心思路:
- 可导性:直接利用导数的定义计算极限,判断是否存在。
- 解析性:通过柯西-黎曼方程或直接验证函数在邻域内是否可导,判断是否满足解析条件。
破题关键点:
- 导数的路径无关性:复变函数的导数必须与趋近路径无关,否则不可导。
- 柯西-黎曼方程:若函数在某点的邻域内满足柯西-黎曼方程,则可能解析,否则不解析。
可导性分析
根据导数定义:
$f'(0) = \lim_{\Delta z \to 0} \frac{f(\Delta z) - f(0)}{\Delta z} = \lim_{\Delta z \to 0} \frac{3|\Delta z|^2}{\Delta z}$
设 $\Delta z = r e^{i\theta}$,则 $|\Delta z| = r$,代入得:
$\lim_{r \to 0} \frac{3r^2}{r e^{i\theta}} = \lim_{r \to 0} 3r e^{-i\theta} = 0$
极限存在且为0,故 $f(z)$ 在 $z=0$ 处可导。
解析性分析
解析要求函数在 $z=0$ 的邻域内处处可导。取 $z \neq 0$,计算导数:
$f'(z) = \lim_{\Delta z \to 0} \frac{f(z+\Delta z) - f(z)}{\Delta z}$
沿不同路径趋近于0,结果不同:
- 沿实轴:$\Delta z = \Delta x$,则 $f'(z) = 6x$;
- 沿虚轴:$\Delta z = i\Delta y$,则 $f'(z) = 6y$;
若 $x \neq y$,导数不相等,故 $z \neq 0$ 处不可导。因此,$f(z)$ 在 $z=0$ 处不可解析。