题目
函数v=x+y是函数u=x+y的共轭调和函数.A. 对B. 错
函数$v=x+y$是函数$u=x+y$的共轭调和函数.
A. 对
B. 错
题目解答
答案
B. 错
解析
考查要点:本题主要考查共轭调和函数的定义及其判定条件,涉及调和函数的判定和柯西-黎曼方程的应用。
解题核心思路:
- 调和函数的判定:验证函数$u$和$v$是否满足拉普拉斯方程(即$\Delta u = 0$且$\Delta v = 0$)。
- 柯西-黎曼方程的验证:检查$u$和$v$是否满足柯西-黎曼方程,即:
$\begin{cases} \dfrac{\partial u}{\partial x} = \dfrac{\partial v}{\partial y} \\ \dfrac{\partial u}{\partial y} = -\dfrac{\partial v}{\partial x} \end{cases}$
破题关键点:
- 调和函数的判定:计算二阶偏导数之和是否为零。
- 柯西-黎曼方程的验证:逐项代入偏导数,判断等式是否成立。
步骤1:验证调和函数
-
计算$u = x + y$的拉普拉斯算子:
$\Delta u = \dfrac{\partial^2 u}{\partial x^2} + \dfrac{\partial^2 u}{\partial y^2} = 0 + 0 = 0$
因此,$u$是调和函数。 -
计算$v = x + y$的拉普拉斯算子:
$\Delta v = \dfrac{\partial^2 v}{\partial x^2} + \dfrac{\partial^2 v}{\partial y^2} = 0 + 0 = 0$
因此,$v$也是调和函数。
步骤2:验证柯西-黎曼方程
-
计算偏导数:
$\dfrac{\partial u}{\partial x} = 1, \quad \dfrac{\partial u}{\partial y} = 1, \quad \dfrac{\partial v}{\partial x} = 1, \quad \dfrac{\partial v}{\partial y} = 1$ -
代入柯西-黎曼方程:
- 第一个方程成立:
$\dfrac{\partial u}{\partial x} = 1 = \dfrac{\partial v}{\partial y} = 1$ - 第二个方程不成立:
$\dfrac{\partial u}{\partial y} = 1 \neq -\dfrac{\partial v}{\partial x} = -1$
- 第一个方程成立:
结论:虽然$u$和$v$均为调和函数,但它们不满足柯西-黎曼方程,因此$v$不是$u$的共轭调和函数。