ТФКП в задачах - Колесникова (1188232), страница 20
Текст из файла (страница 20)
à¨á. 3.34 {3.34¡ ). ¬¥â¨¬, çâ® ¯à¨ í⮬ ¨â¥à¢ « ¬¨¬®© ®á¨ ¯¥à¥èñ« ¨â¥à¢ « (0; 1). «ãç ©®? ®¥ç®, ¥â | ¢¥¤ì ch z = ch iy == cos iz = cos y , y ∈ (0; π) ⇒ ch y ∈ (−1; 1). ¢®â ¯®«ã®á¨£à ¨æ ýáå«®¯ã«¨áìþ, â. ª. ch x = ch(−x), ch(x + iπ) = ch(−x ++ iπ).1632πiπiπi−1010¨á. 3.34 ¨á. 3.34¡0¨á. 3.34¢®«®á è¨à¨®© π, ® à ᯮ«®¦¥ ï ®â y = πi ¤® y = 2πi®â®¡à §¨âáï â㤠¦¥, â. ª. á®á⮨⠨§ ᨬ¬¥âà¨çëå â®ç¥ª.â® å®à®è® ¢¨¤® à¨á. 3.34¢ . § à §à¥§, § ç¨â, ¢ ®¡à ⮬ ®â®¡à ¦¥¨¨ ¬®£ãâ ¡ëâìª ª¨¥-â® ®á®¡¥®á⨠¢ â®çª å w = ±1, w = ∞. ©¤ñ¬ ä®à¬ã«ã ®¡à ⮩ äãªæ¨¨:ch z =√ez + e−z⇐⇒ e2z −2wez +1 = 0 ⇐⇒ ez = w+ w2 − 1 ⇐⇒2√⇐⇒ z = Ln w + w2 − 1 = Arch w.
(3.20) ª ¢¨¤®, ®¡à â ï äãªæ¨ï ¤®¢®«ì® á«®¦ ï | í⮪®¬¯®§¨æ¨ï ¤¢ãå ¬®£®§ çëå äãªæ¨©. ¥¯¥àì ¬ë 㦥§ ¥¬, çâ® â ª®¥ «®£ à¨ä¬ ¨ à ¤¨ª «. ¨¤®, çâ® w = ±1| â®çª¨ ¢¥â¢«¥¨ï. ëïᨬ, ®¡à é ¥âáï «¨√¯®¤«®£ à¨ä¬¨ç¥áª®¥ ¢ëà ¦¥¨¥ ¢ 0 ¢ ª®¥ç®© â®çª¥: w + w2 − 1 = 0 ⇐⇒⇐⇒ w2 − 1 = w2 ⇐⇒ ∅ | ¥ ®¡à é ¥âáï. ¬¥â¨¬,√çâ® w = ∞ ⮦¥ ï¥âáï â®çª®© ¢¥â¢«¥¨ï: ¤«ï®¤®© ¢¥â¢¨ w2 − 1 ¯®¤«®£ à¨ä¬¨ç¥áª®¥ ¢ëà ¦¥¨¥ ®¡à é ¥âáï ¢ ∞, ¤«ï ¤à㣮© ¢ 0. ª ª ª è¥ ®â®¡à ¦¥¨¥ ª®ä®à¬®, â® ®¡à ⮥ ⮦¥ª®ä®à¬®.
뤥«¨âì ¢¥â¢ì ®¡à ⮣® ®â®¡à ¦¥¨ï 㦥 ¥â ª ¯à®áâ® | ¤® ¢ë¤¥«ïâì ¢¥â¢ì à ¤¨ª « ¨ «®£ à¨ä¬ . ¤ ®¬ á«ãç ¥ ®¡à ⮥ ¬®¦® § ¤ âì ä®à¬ã«®©√z = Ln∗ w + w2 − 1∗ ,√πiπi,−1∗ = i, Ln∗ i =.z(0) =22164(3.21)®¦® à áᬮâà¥âì ¥éñ ®¤ã ®¡« áâì, ¥ ᮤ¥à¦ éãî ᨬ¬¥âà¨çëå â®ç¥ª, | ¯®«ã¯®«®áã è¨à¨®© 2π. ª â «®£¥¢¨¤®, çâ® ¯à ¢ ï ¯®«ã¯®«®á ®â®¡à ¦ ¥âáï ¢¥è®áâì ¥¤¨¨ç®£® ªà㣠á à §à¥§®¬ ¯® «ãçã [1; +∞), íâ ®¡« áâì ®â®¡à §¨âáï á ¯®¬®éìî äãªæ¨¨ 㪮¢áª®£® ¯«®áª®áâì á à §à¥§®¬ ¯® «ãçã [−1; +∞) (á¬. à¨á. 3.35¡ ). ஬¥ ⮣®, íâ® ¢¨¤®¨ ¨§ à¨á.
3.35 | â ª ª ª ¬¨¬ë© ¯à®¬¥¦ã⮪ (0; πi), , § ç¨â, ¨ (πi; 2πi) ®â®¡à ¦ îâáï ¢ ®¤¨ ¯à®¬¥¦ã⮪ (−1; 1), â®à §à¥§ ¯®©¤ñâ ¯® «ãçã [−1; +∞) (á¬. à¨á. 3.35 {3.35¡ ).yvw2πi0¨á. 3.35 x−101¨á. 3.35¡2u¥¢ ï ¯®«ã¯®«®á è¨à¨®© 2π ®â®¡à §¨âáï â㤠¦¥, â. ª.á®á⮨⠨§ ᨬ¬¥âà¨çëå â®ç¥ª. ç áâ®áâ¨, ¬®¦® ¯®«ãç¨âì ¥éñ ª à⨪¨. ¯à¨¬¥à, ®â®¡à ¦¥¨¥ ¯®«ã¯®«®áë è¨à¨®© π (á¬.
à¨á. 3.36 {3.36¡ ).yvπi0w = ch z√z = Arch w∗ = Ln (w + w2 − 1∗ ),z(0 + i0) = +0 + iπ2x¨á. 3.36 0u¨á. 3.36¡®¦®¢ 襬 á«ãç ¥ ¢ë¤¥«¨âì ¢¥â¢ì, ¯à¨¬¥à, ãá«®¢¨√ﬨ: ∗ − 1 = i, Ln∗ (0 + i) = πi2. á¨«ã ¯à¨æ¨¯ ᨬ¬¥âਨ, ¬¥¦¤ã ¯à®ç¨¬, ¬®¦® áà §ã᪠§ âì, çâ® «¥¢ ï ¯®«ã¯®«®á ®â®¡à §¨âáï ¢ ¨¦îî ¯®«ã¯«®áª®áâì.iz−iz2.
¥¯¥àì à áᬮâਬ w = cos z = e +2 e . ¬¥â¨¬, çâ® cos z = ch iz . ®í⮬ã à áᬮâਬ ¯«®áª®áâìá ¢¥à⨪ «ì묨 ¯®«®á ¬¨ (á¬. à¨á. 3.37 ) ¨ ¯®¢¥àñ¬ ¥ñ 165㣮« − π2 á ¯®¬®éìî ®â®¡à ¦¥¨ï w1 = −iz . ¤ «ìè¥ à ¡®â ¥âw2 = ch w1 .3π2−π− π2 00−2ππ2− 3π2¨á. 3.37 π2¨á. 3.37¡0− π2¨á. 3.37¢®®â¢¥âáâ¢ãî騥 ¯®«®áë ¨ ¯®«ã¯®«®áë ®â®¡à §ïâáï ᮮ⢥âáâ¢ãî騥 ¯«®áª®á⨠¨ ¯®«ã¯«®áª®á⨠(á¬.
à¨á. 3.34 {3.37¢ ). ©¤ñ¬ ä®à¬ã«ã ®¡à ⮩ äãªæ¨¨ | à §à¥è¨¬ w = cos z®â®á¨â¥«ì® z .cos z =eiz + e−iz⇐⇒ e2iz − 2weiz + 1 = 0 ⇐⇒2√⇐⇒ eiz = w + w2 − 1 ⇐⇒√⇐⇒ z = −i Ln w + w2 − 1 = Arccos w.(3.22)®í⮬㠬®¦®, ¯à¨¬¥à, áà §ã ¨§®¡à §¨âì ®¡à § ¢¥à⨪ «ì®© ¯®«®áë è¨à¨®© π (á¬.
à¨á. 3.38 {3.38¡ ).y−π0w = cos zx¨á. 3.38 v1−2 −1 0√−12 −1 ),z=Arccosw=−iLn(w+w∗∗∗√0 − 1∗ = −i, Ln∗ (0 − i) = − πi21¨á. 3.38¡2uâáî¤ á«¥¤ã¥â ¨ ®â®¡à ¦¥¨¥ ¯®«ã¯®«®áë è¨à¨®© π (á¬.à¨á. 3.39 {3.39¡ ). ¥£ª® ¢¨¤¥âì, çâ® ¯®«ã¯®«®á è¨à¨®© 2π®â®¡à §¨âáï ¯«®áª®áâì á à §à¥§®¬ ¯® «ãçã [−1; +∞).iz−iz3. áᬮâਬ w = sin z = e −2ie .¤¥áì á¨âã æ¨ï ¯®á«®¦¥¥, ¯®â®¬ã çâ® ¤® ª ª-⮠ᢥáâ¨ä®à¬ã«ã ª ¢¨¤ã ý¯à¥®¡à §®¢ ¨ï㪮¢áª®£®þ. ¬¥â¨¬, çâ®ππsin z = cos 2 − z = cos z − 2 .
®í⮬ã à áᬮâਬ ¯®«®áã ®â166y−π0vw = cos zx¨á. 3.39 √z=Arccosw∗ = − iLn∗ (w+ ∗ w2 −1),√πi∗ − 1 = −i, Ln∗ (−i) = − 2u0¨á. 3.39¡x = − π2 ¤® x = π2 (á¬. à¨á. 3.37¡ ) ¨ ᤥ« ¥¬ ᤢ¨£ ¯«®áª®á⨠π2 : w1 = z − π2 ⇐⇒ z = w1 + π2 ⇒ z = − π2 → w1 = −π,z = π2 → w1 = 0 | ¯®«®á ®â x = − π2 ¤® x = π2 ®â®¡à §¨«¨áì ¢¯®«®áã ®â x = −𠤮 x = 0 (á¬. à¨á. 3.38 ).i(w1 + π2)i(w1 + π2)−e ª ª ª ¯à¨ í⮬ w = sin z = e2iâ® ¤ «ìè¥ à ¡®â îâ à §®¡à ë¥ ®â®¡à ¦¥¨ï. ©¤ñ¬ ®¡à âãî äãªæ¨î:sin z == cos w1 ,eiz − e−iz⇐⇒ e2iz − 2iweiz − 1 = 0 ⇐⇒2i√⇐⇒ eiz = iw + 1 − w2 ⇐⇒√⇐⇒ z = −i Ln iw + 1 − w2 = Arcsin w.(3.23)®í⮬㠬®¦® áà §ã ¨§®¡à §¨âì, ¯à¨¬¥à, ®â®¡à ¦¥¨¥ ¯®«ã¯®«®áë è¨à¨®© π (á¬.
à¨á. 3.40 {3.40¡ ).y− π2 0π2vw = sin zx√2z=Arcsin w= − iLn√ ∗ (iw+ 1−w ∗ ),z(0+i0)=0+i0, 1∗ =1, Ln∗ 1=0¨á. 3.40 0u¨á. 3.40¡¥£ª® ¯®«ãç¨âì ®â®¡à ¦¥¨¥ ¨ ¯®«ã¯®«®áë è¨à¨®© 2𠨤à㣨¥.4. ¥¯¥àì à áᬮâਬ w = sh z . ª ª ª w = sh z = −i sin iz , ⮠㤮¡® á ç « ¯®¢¥àãâ쯫®áª®áâì, ¯®«®¦¨¢ w1 = iz , § ⥬ ¯à¨¬¥¨¬ w2 = sin w1 . â ª ª ª w2 = sin w1 ýà ¡®â ¥âþ á ¢¥à⨪ «ì묨 ¯®«®á ¬¨ ¨ ¯®«ã¯®«®á ¬¨ ®â x = − π2 + πk ¤® x = − π2 + π + πk,â® ý¨á室묨þ ¡ã¤ãâ £®à¨§®â «ìë¥ ¯®«®áë ¨ ¯®«ã¯®«®áë167®ây = − π2 + πk¤®y = − π2 + π + πk¯®¢¥àñ¬ − π2 .(á¬. à¨á. 3.41 ).
⥬¯®«ãç¥ë© ®¡à § ©¤ñ¬ ®¡à âãî äãªæ¨î:ez − e−z⇔ e2z − 2wez − 1 = 0 ⇔2 pp⇔ ez = w + w2 + 1 ⇔ z = Ln(w + w2 + 1) = Arsh w.sh z =(3.24) १ã«ìâ ⥠¯®«ã稬, ¯à¨¬¥à, ®â®¡à ¦¥¨¥ £®à¨§®â «ì®© ¯®«ã¯®«®áë è¨à¨®© π (á¬. à¨á. 3.41 {3.41¡ ), ¨ â. ¤.yπ20vw = sh zx− π2¨á. 3.41 √2z=Arsh√w∗ =Ln∗ (w+ ∗ w +1),∗ 1=1, Ln∗ 1=00u¨á. 3.41¡3.1.8. ஡®-«¨¥©ë¥ ®â®¡à ¦¥¨ïë ¯à¨¢¥¤ñ¬ ⮫쪮 ⥠᢮©á⢠¤à®¡®-«¨¥©ëå ®â®¡à ¦¥¨©, ª®â®à묨 ¡ã¤¥¬ ¯®áâ®ï® ¯®«ì§®¢ âìáï.1.
®â«¨ç¨¥ ®â à áᬮâà¥ëå ¢ ¯à¥¤ë¤ãé¨å ¯ãªâ å ®â®¡à ¦¥¨©, ã ª®â®àëå ®¡à âë¥ ®â®¡à ¦¥¨ï 﫨á쬮£®§ ç묨 äãªæ¨ï¬¨, ¤à®¡®-«¨¥©ë¥ ®â®¡à ¦¥¨ï ®¡à §ãîâ £à㯯㠮â®á¨â¥«ì® ª®¬¯®§¨æ¨¨ ®â®¡à ¦¥¨©. ç áâ®áâ¨, ®¡à ⮥ ®â®¡à ¦¥¨¥ ⮦¥ ¤à®¡®«¨¥©® ¨ ª®ä®à¬®.2. ।ë¤ã騥 ®â®¡à ¦¥¨ï £¤¥-¨¡ã¤ì ¤ ¡ë«¨ ¥ ª®ä®à¬ë. ஡®-«¨¥©ë¥ ®â®¡à ¦¥¨ï | íâ® ¥¤¨áâ¢¥ë© ª« áá ®â®¡à ¦¥¨©, ª®â®àë¥ ª®ä®à¬ë ¢® ¢á¥©à áè¨à¥®© ¯«®áª®á⨠C. ç áâ®áâ¨, á®åà ïîâáï ã£«ë ¥ ⮫쪮 ¢ãâਠ®¡« á⥩, ® ¨ £à ¨æ¥ (祣® ¥ ¡ë«® ¢ ¯à¥¤ë¤ãé¨å ¯ãªâ å).3. à㣮¢®¥ ᢮©á⢮: ¯àï¬ë¥ ¨ ®ªà㦮á⨠¯«®áª®á⨯¥à¥å®¤ïâ ¢ ¯àï¬ë¥ ¨«¨ ®ªà㦮áâ¨.168¢®©á⢮ §ë¢ ¥âáï ªà㣮¢ë¬, ¯®â®¬ã çâ® áä¥à¥¨¬ ®¡à §®¬ ®ªà㦮á⨠ï¥âáï ®ªà㦮áâì, ¥¯à®å®¤ïé ï ç¥à¥§ ᥢ¥àë© ¯®«îá, ®¡à §®¬ ¯àאַ© ï¥âáï ®ªà㦮áâì, ¯à®å®¤ïé ï ç¥à¥§ ᥢ¥àë© ¯®«îá.®í⮬ã ᢮©á⢮ ä®à¬ã«¨àã¥âáï â ª: ®ªà㦮á⨠áä¥à¥ ¨¬ ¯¥à¥å®¤ïâ ¢ ®ªà㦮áâ¨.4.
®çª¨, ᨬ¬¥âà¨çë¥ ®â®á¨â¥«ì® ¯à®®¡à § , ¯¥à¥å®¤ï⢠â®çª¨, ᨬ¬¥âà¨çë¥ ®â®á¨â¥«ì® ®¡à § .¨¬¬¥âà¨ï ®â®á¨â¥«ì® ¯àאַ© ¢á¥¬ ¨§¢¥áâ (á¬. à¨á.3.42). ¯®¬¨¬ ¯®ï⨥ ᨬ¬¥âà¨ç®á⨠â®ç¥ª ®â®á¨â¥«ì®®ªà㦮á⨠(á¬. à¨á. 3.43).zz∗zaz∗¨á. 3.42¨á. 3.43®çª¨ z ¨ §ë¢ îâáï ᨬ¬¥âà¨ç묨 ®â®á¨â¥«ì®®ªà㦮áâ¨ à ¤¨ãá R á æ¥â஬ ¢ â®çª¥ a, ¥á«¨1) ®¨ 室ïâáï ®¤®¬ «ãç¥: z ∗ − a = α(z − a), α > 0 ¨2) |z − a||z ∗ − a| = R2 .3) ¥âà ®ªà㦮á⨠ᨬ¬¥âà¨ç¥ á ∞.ਢ¥¤ñ¬ ¯à¥¦¤¥ ¢á¥£® ¯à¨¬¥à, ïમ ¤¥¬®áâà¨àãîé¨©à®«ì ¯à¨¬¥¥¨ï ªà㣮¢®£® ᢮©á⢠¨ ᢮©á⢠á®åà ¥¨ïᨬ¬¥âਨ ¯à¨ ¤à®¡®-«¨¥©ëå ®â®¡à ¦¥¨ïå.ਬ¥à 3.1.
â®¡à §¨â¥ ¢¥àåîî ¯®«ã¯«®áª®áâì ¢ ¥¤¨¨çë© ªàã£.I ®á¯®«ì§ã¥¬áï ¤à®¡®-«¨¥©ë¬ ®â®¡à ¦¥¨¥¬ | ⮣¤ ,¢ ᨫ㠪à㣮¢®£® ᢮©á⢠, £à ¨æ | ®áì Ox | ¯¥à¥©¤ñâ ¢¯àï¬ãî ¨«¨ ®ªà㦮áâì. ¬ ¤®, çâ®¡ë ¢ ®ªà㦮áâì.®£¤ ¢®á¯®«ì§ã¥¬áï ᢮©á⢮¬ 4; ¯¥à¥¢¥¤ñ¬ â®çª¨, ᨬ¬¥âà¨çë¥ ®â®á¨â¥«ì® ®á¨ | i ¨ −i ¢ â®çª¨, ᨬ¬¥âà¨ç륮â®á¨â¥«ì® ®ªà㦮áâ¨ á æ¥â஬ ¢ ç «¥ ª®®à¤¨ â | 0¨ ∞.z∗169yw=ix0vz−iz+i1−10u1−1−i¨á. 3.44 ¨á.
3.44¡− i . áâ «®áì ©â¨ãáâì w1 (i) = 0, w1 (−i) = ∞ ⇒ w1 = zz +ià ¤¨ãá ®ªà㦮áâ¨: w1 (0) = −1 ⇒ R = 1 (á¬. à¨á. 3.44 {−i.3.44¡ ). ¤ ç à¥è¥ . ⢥â. w = zz +Ji áâ® ¤à®¡®-«¨¥©ë¥ ®â®¡à ¦¥¨ï ¨á¯®«ì§ãîâ ¤«ï ý¢ë¯àשׂ¥¨ïþ £à ¨æ, ¥á«¨ ®¨ ¯à¥¤áâ ¢«ïîâ ᮡ®© ¤ã£¨ ®ªà㦮á⥩ | ¯¥à¢ë© ᯮᮡ ¢ ¯à¨¬¥à¥ 3.2, â ª¦¥ ¤«ï ý¯¥à¥â¢ ¨ïþ à §à¥§ , ª®£¤ ¨§ ¤¢ãå à §à¥§®¢-«ã祩 ç¨á«®¢®©®á¨ ¦¥« â¥«ì® á¤¥« âì ®¤¨ | ¢â®à®© ᯮᮡ ¢ ¯à¨¬¥à¥ 3.2.ਬ¥à 3.2. â®¡à §¨â¥ ®¡« áâì à¨á. 3.45 ¢¥àåîî ¯®«ã¯«®áª®áâì.I ¥à¢ë© ᯮᮡ. ç « ýà á¯àﬨ¬þ £à ¨æë.yw=i−110¨á.
3.45 vz−1z+11−1x10u¨á. 3.45¡ ¬¥â¨¬, çâ® £à ¨æë ¨¬¥îâ ¤¢¥ ®¡é¨¥ â®çª¨, «î¡ãî ¨§ª®â®àëå ¬®¦® ®â¯à ¢¨âì ¢ ∞. ®£¤ ®¡à § ®¡¥¨å £à ¨æ ¡ã¤¥â ᮤ¥à¦ âì ∞ | § ç¨â, ¨ ¯àï¬ ï, ¨ ®ªà㦮áâì ¯¥à¥©¤ã⢠¯àï¬ë¥, â. ª. ¨ª ª®© ®ªà㦮á⨠¥ ¯à¨ ¤«¥¦¨â ∞. ªãî «ãçè¥?â¯à ¢¨¬ ¢ ∞ â®çªã z = −1, â®çªã z = 1 ®â¯à ¢¨¬ ¢ 0,−1.çâ®¡ë ¥ ¨áª âì ¯®â®¬ â®çªã ¯¥à¥á¥ç¥¨ï £à ¨æ: w1 = zz +1§ ä®à¬ã«ë áà §ã á«¥¤ã¥â, çâ® ¤¥©á⢨⥫ìë¥ z ¯¥à¥å®¤ïâ ¢ ¤¥©á⢨⥫ìë¥ ⇒ ¤¥©á⢨⥫ì ï ®áì ¯¥à¥è« ¢¤¥©á⢨⥫ìãî. §à¥§ ¯¥à¥á¥ª ¥â Ox ¯®¤ ¯àï¬ë¬ 㣫®¬,170 ¤à®¡®-«¨¥©ë¥ ®â®¡à ¦¥¨ï ª®ä®à¬ë ¢® ¢á¥© à áè¨à¥®© ¯«®áª®áâ¨, ¯®â®¬ã á®åà ïîâ ã£«ë ¢áî¤ã, ¢ª«îç ï£à ¨æë | § ç¨â, ®¡à § ¯®©¤ñâ ¯® ¬¨¬®© ®á¨. ¢¥àå ¨«¨− 1 = −2i = i ⇒ ¢¢¥àå (á¬.
à¨á. 3.45 {¢¨§? ©¤ñ¬ w1 (i) = ii +−213.45¡ ).¥¯¥àì ý¢ëáâந¬þ £à ¨æë ¢ ®¤ã «¨¨î | 㢥«¨ç¨¬ã£«ë ¢ â®çª¥ z = 0 ¢ ¤¢ à § : w2 = w12 . ®«ã稫 áì ¯«®áª®áâì á à §à¥§®¬ ®â −1 ¤® +∞. ¤¥« ¥¬ ᤢ¨£, ç⮡ë à §à¥§ ç¨ «áï ¢ â®çª¥ z = 0, ¨¡® ⮫쪮 ¢ ¥© ¬®¦¥â ¨§¬¥ïâìáï㣮« ( ¬ ¯à¥¤á⮨â 㬥ì襨¥ 㣫 ¢ 2 à § , çâ®¡ë ¢áï £à ¨æ áâ « ¥¤¨®© ¯àאַ©): w3 = w2 + 1 (á¬. à¨á.