题目
函数 f(z) = u + iv 在区域 D 内可导的充分必要条件是( )A. f(z) 在 D 内解析B. u, v 在 D 内存在偏导数C. 在 D 内存在某点 z_0, f(z) 在点 z_0 处解析D. u, v 在 D 内满足 C-R 条件
函数 $f(z) = u + iv$ 在区域 $D$ 内可导的充分必要条件是( )
A. $f(z)$ 在 $D$ 内解析
B. $u, v$ 在 $D$ 内存在偏导数
C. 在 $D$ 内存在某点 $z_0, f(z)$ 在点 $z_0$ 处解析
D. $u, v$ 在 $D$ 内满足 C-R 条件
题目解答
答案
A. $f(z)$ 在 $D$ 内解析
解析
本题考查复变函数可导的充分必要条件,需结合复变函数解析与可导的关系、柯西-黎曼(C-R)条件等知识分析:
关键知识点回顾
-
复变函数的可导与解析的定义:
- 可导:函数在区域$D$内某一点处可导,指极限$\lim_{\Delta z \to 0}\frac{f(z+\Delta z)-f(z)}{\Delta z}$存在(与$\Delta z$趋近方向无关)。
- 解析:函数在区域$D$内每一点都可导,则称$f(z)$在$D$内解析。
-
C-R条件的作用:
- C-R条件($u_x=v_y$,$u_y=-v_x$)是函数在一点可导的必要条件(若可导则必满足C-R条件),但仅满足C-R条件不足以保证可导(还需$u,v$偏导数连续);
- 若$u,v$偏导数连续且满足C-R条件,则函数在该点可导(充分条件)。
选项分析
- 选项A:$f(z)$在$D$内解析,即$f(z)$在$D$内每一点都可导,这等价于函数在区域$D$内可导(题目中“在区域$D$内可导”显然指整体可导,而非单点),故A是充分必要条件。
- 选项B:$u,v$在$D$内存在偏导数,仅偏导数存在不保证可导(需满足C-R及偏导数连续),非充要条件。
- 选项C:仅某点$z_0$处解析,不代表区域$D$内可导,非充要条件。
- 选项D:满足C-R条件但未提偏导数连续,不充分,非充要条件。