ТФКП в задачах - Колесникова (1188232), страница 19
Текст из файла (страница 19)
à¨á. 3.8 {3.8¡ ), ¨ â. ¤,¡à §æë ¥ª®â®àëå ¤àã£¨å ®¡« á⥩ ¯à¨¢¥¤¥ë ¢ ª â «®£¥| á¬. áâà. 161{162.1523.1.5. ãªæ¨ï 㪮¢áª®£® w = 12 z + z1 ¨à¥£ã«ïàë¥ ¢¥â¢¨ ®¡à ⮩ äãªæ¨¨1. â® ®â®¡à ¦¥¨¥ ªâ¨¢® ¨á¯®«ì§®¢ «®áì . . 㪮¢áª¨¬ ¯à¨ ¯à®¥ªâ¨à®¢ ¨¨ ¯à®ä¨«¥© ¤®§¢ãª®¢ëå á ¬®«ñ⮢. ©¤ñ¬ â®çª¨, ª®â®àë¥ ®â®¡à ¦ îâáï ¢ ®¤ã:!!1111w1 = w2 ⇐⇒z1 +=z2 +⇐⇒2z12z2â.
¥., ¥á«¨!1⇐⇒ (z2 − z1 ) 1 −= 0 ⇒ z2 z1 = 1,z2 z11 −iϕ1z1 = r1 eiϕ1 , â® z2 =e.(3.13)r1y⨠â®çª¨ à ᯮ«®¦¥ë â ª, ª ª¯®ª § ® à¨á. 3.10.2i®í⮬㠮¡« áâìî ®¤®«¨áâi z1®á⨠¬®¦¥â ¡ëâì, ¨ á ¬®¬ ¤¥«¥ï¢«ïîâáï, «¨¡® ªàã£ à ¤¨ãá 1, −2 −1 0 1 2 x«¨¡® ¢¥è®áâì ¥¤¨¨ç®£® ªà㣠,−i«¨¡® ¢¥àåïï ¨«¨ ¨¦ïï ¯®«ã1¯«®áª®áâì.z1−2i2.
©¤ñ¬, £¤¥ ¯à®¨§¢®¤ ï ®¡2¨á. 3.10à é ¥âáï ¢ 0: w0 = 0 ⇐⇒ z z−2 1 == 0 ⇐⇒ z = ±1 | ¢ íâ¨å â®çª å ¬®¦¥â àãè âìáï ª®ä®à¬®áâì. ¯¨è¥¬ z ¢ íªá¯®¥æ¨ «ì®© ä®à¬¥, ®â®¡à ¦¥¨¥ ¯à¨í⮬ § ¯¨è¥âáï ¢ ¤¥ª à⮢ëå ª®®à¤¨ â å:!1 1e−iϕ1iϕz+=re +=w=2z2r1 r + 1 cos ϕ,u=11r2=(3.14)r + cos ϕ + i r − sin ϕ ⇔ 2r2r v = 12 r − 1r sin ϕ.11 ©¤ñ¬ ®¡à § ¯®«ïன á¥âª¨.153 ) ç « ©¤ñ¬ ®¡à § ®ªà㦮áâ¨:r = r0 ,1 r + 1 cos ϕ,u=r02 0r0 =6 1: ⇐⇒11 v = 2 r0 − r sin ϕ0⇐⇒u21 r + 1r04 02 +v21 r − 14 0 r02 = 1.(3.15)¨¤®, çâ® ¢ ¯ à ¬¥âà¨ç¥áª®© ä®à¬¥ § ¤ ® ãà ¢¥¨¥ í««¨¯á .¨¤® â ª¦¥, çâ®ã ¢á¥£®á¥¬¥©áâ¢ í««¨¯á®¢ ®¤® ¨ â®22¦¥ § 票¥ c2 = 14 r0 + r10 − 14 r0 − r10 ≡ 1, â. ¥.
í««¨¯áëá®ä®ªãáë.¨¤® â ª¦¥, çâ® ®ªà㦮áâ¨ à ¤¨ãá r = r0 ¨ r = r10®â®¡à ¦ îâáï ®¤¨ ¨ â®â ¦¥ í««¨¯á. ®!1) ªà㦮áâì à ¤¨ãá r = r0 > 1 ®â®¡à ¦ ¥âáï í««¨¯á, ¯à®å®¤¨¬ë© ¢ ⮬ ¦¥ ¯à ¢«¥¨¨.2) ªà㦮áâì à ¤¨ãá r = r10 < 1 ®â®¡à ¦ ¥âáï â®â ¦¥ í««¨¯á, ® ¯à®å®¤¨¬ë© ¢ ¯à®â¨¢®¯®«®¦®¬ ¯à ¢«¥¨¨. u = cos ϕ, ᫨ r0 = 1: v = 0, , â® ®¡à §®¬ ï¥âáï ®â१®ª, ¯à®å®¤¨¬ë© ®â 1 ¤® 0 ¨ ®¡à â® | à §à¥§ (á¬. à¨á.
3.11 {3.11¡ ).yv33i¡¢w= 12 z+ z12ii−2−101−i−2i¨á. 3.11 1542x−2√z=w± w2 −1∗21−101−1−2¨á. 3.11¡2u¡) ¥¯¥àì ©¤ñ¬ ®¡à § «ãç :ϕ = ϕ0 ,cos ϕ0 sin ϕ0 6= 0 :1 r + 1 cos ϕ ,u=0r2⇐⇒ v = 12 r − 1r sin ϕ0⇐⇒u2v2= 1.−cos2 ϕ0 sin2 ϕ0(3.16) ¬¥â¨¬, çâ® c2 = cos2 ϕ0 +sin2 ϕ0 ≡ 1. ¨¤®, çâ® ¨ £¨¯¥à¡®«ëá®ä®ªãáë. «® ⮣®, ¨ í««¨¯áë, ¨ £¨¯¥à¡®«ë á®ä®ªãáë! ª ª ª ¢ ãà ¢¥¨¥ £¨¯¥à¡®« ϕ ¢å®¤¨â ª ª cos2 ϕ, sin2 ϕ,â® ç á⨠®¤®© ¨ ⮩ ¦¥ £¨¯¥à¡®«ë ®â®¡à ¦ îâáï «ãç¨ϕ = ϕ0 ,ϕ = −ϕ0 ,ϕ = (π − ϕ0 ),ϕ = (π + ϕ0 ).áâ «®áì à §®¡à âìáï, çâ® çâ® ®â®¡à ¦ ¥âáï.§ ¯ à ¬¥âà¨ç¥áª®£®§ ¤ ¨ï ¢¨¤®, çâ® «ãç¨, ¤«ï ª®πâ®àëå ϕ ∈ 0; 2 (sin ϕ > 0, cos ϕ > 0), ®â®¡à ¦ îâáï ¯à ¢ãî ¯®«ã£¨¯¥à¡®«ã (á¬. à¨á.
3.11 {3.11¡ ), ¯à¨çñ¬, ç áâì«ãç , 室ïé ïáï ¢ãâਠ¥¤¨¨ç®© ®ªà㦮áâ¨, ®â®¡à ¦ ¥âáï ¯®«®¢¨ã ¯®«ã£¨¯¥à¡®«ë, 室ïéãîáï ¢ ¨¦¥© ¯®«ã¯«®áª®áâ¨, ç áâì «ãç , 室ïé ïáï ¢¥ ¥¤¨¨ç®© ®ªà㦮áâ¨, ®â®¡à ¦ ¥âáï ¯®«®¢¨ã ¯®«ã£¨¯¥à¡®«ë, 室ïéãîáï ¢ ¢¥à奩 ¯®«ã¯«®áª®áâ¨. ãç¨, ¤«ï ª®â®àëå ϕ ∈ π2 ; π (sin ϕ > 0, cos ϕ < 0)(á¬. à¨á. 3.11 {3.11¡ ), ®â®¡à ¦ îâáï «¥¢ãî ¯®«ã£¨¯¥à¡®«ã,¯à¨çñ¬, ç áâì «ãç , 室ïé ïáï ¢ãâਠ¥¤¨¨ç®© ®ªà㦮áâ¨, ®â®¡à ¦ ¥âáï ¯®«®¢¨ã ¯®«ã£¨¯¥à¡®«ë, 室ïéãîáï ¢ ¨¦¥© ¯®«ã¯«®áª®áâ¨, ç áâì «ãç , 室ïé ïáï ¢¥¥¤¨¨ç®© ®ªà㦮áâ¨, ®â®¡à ¦ ¥âáï ¯®«®¢¨ã ¯®«ã£¨¯¥à¡®«ë, 室ïéãîáï ¢ ¢¥à奩 ¯®«ã¯«®áª®áâ¨.ç¨âë¢ ï, çâ® â®çª¨ z1 ¨ z2 , ¤«ï ª®â®àëå z1 z2 = 1, ®â®¡à ¦ îâáï ¢ ®¤ã â®çªã, «¥£ª® ¯®ïâì, ª ª ®â®¡à ¦ îâáï «ã稨§ ¨¦¥© ¯®«ã¯«®áª®áâ¨.155¥¯¥àì ©¤ñ¬ ®¡à §ë «ã祩 ®á¥© ª®®à¤¨ â: ϕ = π ,2cos ϕ = 0 ⇐⇒ ⇒3πϕ=2π u = 0,ϕ= : 112 v = r − )(3.17)r2| ®áì Ov, ¯à®å®¤¨¬ ï ¢ ⮬ ¦¥ ¯à ¢«¥¨¨, çâ® ¨ «ãç |ýà á¯àﬨ« áìþ ¯®«ã£¨¯¥à¡®« ,3π u = 0, ϕ=: v = − 12 r − 1r2¡)(3.18)®áì Ov, ¯à®å®¤¨¬ ï ¢ ¯à®â¨¢®¯®«®¦®¬ ¯à ¢«¥¨¨. ϕ = 0,sin ϕ = 0 ⇐⇒ ⇒ϕ=πy−2−132i2i101x2−20−1−i−1−2i−2¨á.
3.12 ¢)v¡¢w= 12 z+ z13i(ϕ=0:12u¨á. 3.12¡u = 12 r + 1r ,v=0(3.19)| à §à¥§ ¯® «ãçã [1; +∞) | ýáå«®¯ã« áìþ ¯à ¢ ï ¯®«ã£¨¯¥à¡®« ,(£)156ϕ=π:u = − 12 r + 1r ,v=0| à §à¥§ ¯® «ãçã (−∞; −1] | ýáå«®¯ã« áìþ «¥¢ ï ¯®«ã£¨¯¥à¡®« .âáî¤ , ¢ ç áâ®áâ¨, á«¥¤ã¥â, çâ® ¢¥è®áâì ¥¤¨¨ç®£®ªà㣠ª®ä®à¬® ®â®¡à ¦ ¥âáï ¢¥è®áâì ¥¤¨¨ç®£® ®â१ª [−1; 1] (á¬. à¨á.
3.12 {3.13¡ ).vv¡¢w= 12 z+ z1i−2−10−i¨á. 3.13 12u√1−2z=w + w2 −1∗∗ ,z(∞) = ∞−1012u−1¨á. 3.13¡à¨ ®â®¡à ¦¥¨¨ â®çª¨ z = ±1 ®áâ îâáï ¬¥áâ¥. ªà㦮áâ¨, à ¤¨ãá ª®â®àëå ¡®«ìè¥ 1, ¢ëâ¢ îâáï ¢ í««¨¯áë.à¨çñ¬ ¢¨¤®, çâ®, 祬 ¬¥ìè¥ à ¤¨ãá ®ªà㦮áâ¨, ⥬¬¥ìè¥ áâ ®¢¨âáï ¥£® ¬ « ï ¯®«ã®áì | ® ¢ëâ¥áï¥â ®ªà㦮áâì ¥¤¨¨ç®£® à ¤¨ãá ¢â®à®© «¨áâ (¯à¨ í⮬ ¤®¡ ¢«ï¥âáï ¯à¥®¡à §®¢ ¨¥ ¨¢¥àᨨ z → z1 ), ¨, ¢ ª®æ¥ ª®æ®¢, í««¨¯á ýáå«®¯ë¢ ¥âáïþ ¢ ®â१®ª.√ ®¡à ⮩ äãªæ¨¨ z = w+ w2 − 1 â®çª¨ w = ±1 | â®çª¨¢¥â¢«¥¨ï.
®í⮬㠮 à ᯠ¤ ¥âáï ॣã«ïàë¥ ¢¥â¢¨ ¢¯«®áª®á⨠á à §à¥§®¬, ᮥ¤¨ïî騬 w = 1 ¨ w = −1. èà §à¥§ í⮬ã ãá«®¢¨î 㤮¢«¥â¢®àï¥â. ª ª ª íâ® ®â®¡à ¦¥¨¥ ª®ä®à¬®, â® ¨ ®¡à ⮥ ª®ä®à¬® ¨ ®¯à¥¤¥«ï¥âáï ®¤®© ¨§ ¢¥â¢¥© äãªæ¨¨, ®¡à ⮩ ª äãªæ¨¨ 㪮¢áª®£®. ¯à¨¬¥à, ïá®, çâ®√¨ ¯à®®¡à §, ¨ ®¡à § ¥®£à ¨ç¥ë¥ ®¡« áâ¨,¯®í⮬ã z = w + w2 − 1∗∗ , z(∞) = ∞. ªã¤ ®â®¡à ¦ ¥âáï ¢ãâ८áâì ªà㣠?⢥â ç áâ® ¡ë¢ ¥â ¥¢¥àë¬. ® ¢¥¤ì ¢® ¢ãâ८á⨠室ïâáï ¢á¥ â®çª¨, á¢ï§ ë¥ á â®çª ¬¨ ¢¥ ªà㣠ᮮâ®è¥¨¥¬ z1 z2 = 1, ª®â®àë¥ ®â®¡à ¦ îâáï ¢ ®¤ã â®çªã | § ç¨â, ¨ ¢ãâ८áâì ªà㣠ª®ä®à¬® ®â®¡à ¦ ¥âáï ⮦¥ ¢¥è®áâì ¥¤¨¨ç®£® ®â१ª (á¬.
à¨á. 3.14 {3.14¡ ).157 ®¡à ⮥ ®â®¡à ¦¥¨¥? ® ¤ ñâáï ¤à㣮© ¢¥â¢ìî ®¡à ⮩ äãªæ¨¨. á®, çâ® ®£à ¨ç¥ ﮡ« áâì (ªàã£) ¯¥√2à¥è« ¢ ¥®£à ¨ç¥ãî, z = w + w√ − 1 ¯¥à¥¢®¤¨â ∞ ¢ 0¨«¨ ∞. ®í⮬㠨᪮¬ ï ¢¥â¢ì z = w + w2 − 1∗ , z(∞) = 0 (á¬.à¨á. 3.14 {3.14¡ ).v¡¢w= 12 z+ z1i−2−1v012u√1−20−1z=w + w2 −1∗ ,z(∞) = 0−i¨á. 3.14 2u1−1¨á. 3.14¡®ä®à¬®áâì àãè¥ ¢ â®çª å z = ±1 | ã£«ë ¬¥¦¤ã¥¤¨¨ç®© ®ªà㦮áâìî ¨ ®áìî ¢ íâ¨å â®çª å ¨ ¨å ®¡à § ¬¨à §ë¥ (á¬. à¨á. 3.14 {3.14¡ ).¥¯¥àì à áᬮâਬ ®â®¡à ¦¥¨¥ ¢¥à奩 ¯®«ã¯«®áª®áâ¨(á¬.
à¨á. 3.15 {3.15¡ ). ¡à §ë ¯®«ã®á¥© (0; +∞) ¨ (−∞; 0)ýáå«®¯ã«¨áìþ ¢ à §à¥§ë, ýã¥áïþ 0 ¢ ∞, á ¨¬ ¨ ®á®¢ ¨ï«ã祩, à áâ¢ ï ¨å ¢ £¨¯¥à¡®«ë, ¨ ý¢ë¢¥àã¢þ ¥¤¨¨ç멪à㣠¢ ¯®«ã¯«®áª®áâì.yv2ii−2−12¡ 1¢z+ zw= 12102x1−2√z=w± w2 −1∗−1012u−1−2¨á. 3.15 ¨á. 3.15¡¥àåïï ¯®«ã¯«®áª®áâì ®â®¡à §¨« áì ª®ä®à¬® ¯«®áª®áâì á à §à¥§ ¬¨√¯® «ãç ¬ [1; +∞) ¨ (−∞; −1].ãªæ¨ï w + w2 − 1 à ᯠ« áì ॣã«ïàë¥ ¢¥â¢¨. ¥¯¥àì ¨ 0 ýãèñ«þ ¢ ∞ ¨ ∞ ¢ ∞.158¡¢w= 12 z+ z1y2i2√z=w+ w2 −1∗∗∗ ,z(0) = ii−2v−1120x−21−1¨á. 3.16 02u1¨á.
3.16¡®í⮬㠢뤥«¨¬ ¢¥â¢ì ¯®-¤à㣮¬ã. ¬¥â¨¢, çâ® â®çª z = i ¯¥à¥è« ¢ 0, ®¡à ⮥ ®â®¡à ¦¥¨¥ ¯¥à¥¢®¤¨â 0 ¢ i, ¢ë¤¥«¨¬ ¢¥â¢ì, ®â®¡à ¦ îéãî ¢¥è®áâì «ã祩 (−∞;√ −1] ¨ [1; +∞) ¢¥àåîî ¯®«ã¯«®áª®áâì, ãá«®¢¨¥¬ z = w+ w2 − 1∗∗∗ , z(0) == i (á¬. à¨á. 3.16 {3.16¡ ).ਬ¥àë ¤àã£¨å ®â®¡à ¦¥¨© á¬. ¢ ª â «®£¥.3.1.6. â «®£ í«¥¬¥â àëå ®â®¡à ¦¥¨©á®¢ë¥ १ã«ìâ âë à áᬮâà¥ëå ®â®¡à ¦¥¨© ¬ë à¥è¨«¨ ᢥá⨠¢ ¥¤¨ë© ª â «®£, çâ®¡ë ¯à¨ ¥®¡å®¤¨¬®á⨬®¦® ¡ë«® ¯®ïâì, ª ª¨¬ í«¥¬¥â àë¬ ®â®¡à ¦¥¨¥¬ã¤®¡® ¡ã¤¥â ¢®á¯®«ì§®¢ âìáï, ª®£¤ § ¤ ë ®á®¢®© ¨«¨ ¯à®¬¥¦ãâ®çë© ¯à®®¡à § ¨ ®¡à §.yI. â®¡à ¦¥¨¥ w = z 2w = z2√z = w∗ ,z(−1) = i2ii−2−1120x¨á.
3.17 yi−2−101¨á. 3.18 21−22x−1012u12u¨á. 3.17¡vw = z2√z = w∗∗ ,z(−1) = −i2iv21−2−10¨á. 3.18¡159yi−20−1vw = z2√z = w∗∗∗ ,z(1) = 12i1221x−2¨á. 3.19 yvi01x2−112u−1z = w∗∗∗∗ ,−2z(1) = 1¨á. 3.20¡II. â®¡à ¦¥¨¥ w = z nyi2πnw = zn√z = n w∗∗ ,z(1 + i0) = 1 + i00122ix−2v21−10−i1u2−1¨á. 3.21 y¨á. 3.21¡III. â®¡à ¦¥¨¥ w = ez2πi0¨á. 3.22 160u¨á. 3.19¡0√¨á. 3.20 −121−i−212w = z2−10−1w = ezz = Ln w∗ ,z(−1) = iπxv0¨á. 3.22¡uyvw = ez4πiz = Ln w∗ ,z(−1) = 3iπ2πix0¨á. 3.23 yw = ezπix0z = Ln w∗∗ ,z(i) = iπ22πi¨á. 3.24¡v1w = ezz = Ln w∗∗∗ ,z(−e)=1+iπx¨á.3.25 y0−11u¨á.
3.25¡vw = ez1¡ z 1=¢ Ln w∗∗∗∗ ,z − 2 = − ln 2+iπx¨á. 3.26 −10z = Ln w∗∗∗∗ ,z(2i)= ln 2+ iπ2x¨á. 3.27 0u1−1w = ezπi020−12πiyu0¨á. 3.24 yu0¨á. 3.23¡v¨á. 3.26¡v1−110u¨á. 3.27¡161yvw = ezπi1z¡ =¢ Ln w∗∗∗∗∗∗iπ,iz 2 = − ln 2+ 2yw=i12¡z+1z1 z+ 1z2¢v12u12u−2−1 01x√z = w + w2 − 1∗∗∗ , −1z(0) = i¨á. 3.31 ¨á. 3.31¡y¡¢vw = 12 z + z12u12¨á. 3.29 yi0−11−i¨á. 3.30 y−2x√z = w + w 2 − 1∗ ,z(∞) = 010−1−i−2u1¨á. 3.28¡IV. â®¡à ¦¥¨¥ w =−20−1x¨á. 3.28 0w=¡12z+¢1w=2z+0−1¨á. 3.29¡v1z2 x−2√z = w + w2 − 1∗∗ ,z(∞) = ∞¡1−1¢1z−10−1¨á.
3.30¡v10i−11x √0z = w ¡+ w¢2 − 1∗∗∗∗ ,i−iz − 3i4 = 2¨á. 3.32 ¨á. 3.32¡0162uyi−1w=12¡z+1z¢v1x√02−1z = w +¡ w,∗∗∗∗∗¢z 3i4 = 2i¨á. 3.33 ¨á. 3.33¡0u−i3.1.7. ਣ®®¬¥âà¨ç¥áª¨¥ ¨ £¨¯¥à¡®«¨ç¥áª¨¥äãªæ¨¨¥¯¥àì à áᬮâਬ ¡®«¥¥ á«®¦ë¥ ®â®¡à ¦¥¨ï, ª®â®à륮áãé¥á⢫ïîâáï á ¯®¬®éìî ª« áá¨ç¥áª¨å âਣ®®¬¥âà¨ç¥áª¨å ¨ £¨¯¥à¡®«¨ç¥áª¨å äãªæ¨© ¨ ïîâáï ª®¬¯®§¨æ¨¥© ¨§ãç¥ëå ®â®¡à ¦¥¨©. ¬¥â¨¬, ®¤ ª®, çâ® ¯à ªâ¨ª¥ «ãçè¥ ¯à®¢®¤¨âì ᮮ⢥âáâ¢ãî騥 ®â®¡à ¦¥¨ï ¯®á«¥¤®¢ ⥫ì®, ¥ ¯®«ì§®¢ âìá⮢묨 ä®à¬ã« ¬¨ (3.20){ (3.23), â.
ª. â ¬ ¥ ¯à®áâ® ¢ë¤¥«ïâì ॣã«ïàë¥ ¢¥â¢¨.z−z1. áᬮâਬ á ç « , ¯à¨¬¥à, w = ch z = e +2 e .祢¨¤®, çâ® ¨¬¥¥â ¬¥áâ® ª®¬¯®§¨æ¨ï ¤¢ãå ¨§¢¥áâëå®â®¡à ¦¥¨©. ®â âãâ-â® ¨ ¯à¨£®¤¨âáï ª â «®£.ãªæ¨ï ¨¬¥¥â ¯¥à¨®¤ 2πi. ®í⮬㠯ਤñâáï ®â®¡à ¦ â죮ਧ®â «ìãî ¯®«®áã è¨à¨®© ¥ ¡®«¥¥ 2π. ® ¬ ® ¥¯®¤®©¤ñâ, â. ª. ch z | çñâ ï äãªæ¨ï, ¨ ᨬ¬¥âà¨çë¥ â®çª¨®â®¡à §ïâáï ¢ ®¤ã. ®¤®©¤ñâ «¨¡® ¯®«®á è¨à¨®© π, «¨¡®¯®«ã¯®«®á è¨à¨®© 2π, ¥ ᮤ¥à¦ 騥 ᨬ¬¥âà¨çëå â®ç¥ª. £«ï¤ë¢ ¥¬ ¢ ª â «®£.®«®á è¨à¨®© π á ¯®¬®éìî w1 = ez ®â®¡à §¨âáï¢ ¢¥àå1îî ¯®«ã¯«®áª®áâì, ª®â®à ï á ¯®¬®éìî w2 = 2 w1 + w11 |äãªæ¨¨ 㪮¢áª®£® | ®â®¡à §¨âáï ¢ ¯«®áª®áâì á à §à¥§ ¬¨¯® «ãç ¬ (−∞; −1] ¨ [1; +∞) (á¬.