ТФКП: problem list, listki, lecture, README with topic checklist
This commit is contained in:
commit
69f2cbd749
23 changed files with 3469 additions and 0 deletions
17
.gitignore
vendored
Normal file
17
.gitignore
vendored
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,17 @@
|
|||
# build artifacts
|
||||
ForStudents/CA-prob.aux
|
||||
ForStudents/CA-prob.bbl
|
||||
ForStudents/CA-prob.blg
|
||||
ForStudents/CA-prob.log
|
||||
ForStudents/CA-prob.synctex
|
||||
ForStudents/CA-prob.toc
|
||||
|
||||
# copyrighted textbooks — kept local only, NOT published
|
||||
ForStudents/Литература/
|
||||
ForStudents.zip
|
||||
|
||||
# private: class grades
|
||||
ForStudents/текущая оценка.pdf
|
||||
|
||||
# macOS
|
||||
.DS_Store
|
||||
BIN
ForStudents/CA-prob.pdf
Normal file
BIN
ForStudents/CA-prob.pdf
Normal file
Binary file not shown.
1732
ForStudents/CA-prob.tex
Normal file
1732
ForStudents/CA-prob.tex
Normal file
File diff suppressed because it is too large
Load diff
BIN
ForStudents/bd.png
Normal file
BIN
ForStudents/bd.png
Normal file
Binary file not shown.
|
After Width: | Height: | Size: 55 KiB |
BIN
ForStudents/лекция 13.03.2026.pdf
Normal file
BIN
ForStudents/лекция 13.03.2026.pdf
Normal file
Binary file not shown.
BIN
ForStudents/лекция 13.03.2026.pptx
Normal file
BIN
ForStudents/лекция 13.03.2026.pptx
Normal file
Binary file not shown.
144
ForStudents/листки Забродина/listok1.tex
Normal file
144
ForStudents/листки Забродина/listok1.tex
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,144 @@
|
|||
\documentclass[11pt,a4paper]{article}
|
||||
\usepackage[cp1251]{inputenc}
|
||||
\usepackage[russian]{babel}
|
||||
\usepackage{amssymb,amsfonts,amsmath}
|
||||
\usepackage{xspace}
|
||||
|
||||
\pagestyle{empty}
|
||||
|
||||
\newcounter{zadacha}
|
||||
\setcounter{zadacha}0
|
||||
|
||||
\newcommand*{\nz}{%
|
||||
\par\medskip\refstepcounter{zadacha}
|
||||
\textbf{\thezadacha.} }
|
||||
|
||||
\let\C\relax
|
||||
\newcommand*{\C}{\ensuremath{\mathbb C}\xspace}
|
||||
\newcommand*{\R}{\ensuremath{\mathbb R}\xspace}
|
||||
|
||||
\let\Re\relax
|
||||
\let\Im\relax
|
||||
\DeclareMathOperator{\Re}{Re}
|
||||
\DeclareMathOperator{\Im}{Im}
|
||||
|
||||
|
||||
\begin{document}
|
||||
|
||||
\begin{center}\large\sc
|
||||
Теория функций комплексного переменного -- 2025\\ листок 1
|
||||
\end{center}
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Найдите действительные и мнимые части следующих комплексных чисел:
|
||||
|
||||
(а) $\displaystyle{\frac{5}{1+2i}+\frac{5}{2-i}}$,
|
||||
(б) $\displaystyle{\left (\frac{1-i}{1+i}\right )^3}$,
|
||||
(в) $\displaystyle{\frac{(1-i\sqrt{3})^6}{(1+i)^4}}$,
|
||||
(г) $\displaystyle{\left (\frac{i^5+2}{i^{19}+1}\right )^2}$
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Найдите модули и аргументы следующих комплексных чисел:
|
||||
|
||||
(а) $\displaystyle{(\sqrt{3}-i)^{2023}}$,
|
||||
(б) $\displaystyle{\left (\frac{1+i}{1-i}\right )^2}$,
|
||||
(в) $\displaystyle{\frac{1+\cos \alpha +i\sin \alpha}{1+\cos \alpha -i\sin \alpha},
|
||||
\quad 0<\alpha <\frac{\pi}{2}}$,\\
|
||||
(г) $\displaystyle{\frac{e^{i\alpha}+1}{e^{i\alpha}-1}, \quad 0<\alpha <2\pi}$.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Докажите, что многочлен $f(x)=(\cos \alpha +x\sin \alpha )^n -\cos n\alpha -
|
||||
x\sin n \alpha$ делится на $x^2+1$.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Выразите $\sin 4x$ как многочлен от $\sin x$, $\cos x$.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Решите уравнение $\bar z =z^{n-1}$, $n\in \mathbb{N}$.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Решите уравнения $z^2=5-12i$, $z^4+4=0$.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Пусть $\zeta_1, \ldots , \zeta_n$ -- все корни уравнения $z^n=1$, где $n$ --
|
||||
натуральное число. Найдите сумму $\zeta_1^k+\ldots +\zeta_n^k$ для каждого
|
||||
натурального $k$.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Точки $z_1$ и $z_2$ -- смежные вершины правильного $n$-угольника.
|
||||
Найдите вершину $z_3$, смежную с $z_2$ ($z_3\neq z_1$, нумерация против
|
||||
часовой стрелки).
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Докажите, что комплексные числа $a,b,c$ представляют вершины равностороннего
|
||||
треугольника тогда и только тогда, когда
|
||||
$$
|
||||
a^2+b^2+c^2=ab+bc+ac.
|
||||
$$
|
||||
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Найдите произведение длин отрезков, соединяющих вершину правильного $n$-угольника
|
||||
со всеми остальными вершинами, если длина стороны равна 1.
|
||||
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Дайте геометрическое описание множеств
|
||||
|
||||
(а) $\{ z \colon |z-z_1|=|z-z_2|\}$,
|
||||
|
||||
(б) $\{ z \colon |z-1|+|z+1|=2a \}$ ($a>1$),
|
||||
|
||||
(в) $\{ z \colon \mbox{Re}(1/z)=\frac{1}{2} \}$.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Пусть $a,b,c,d$ -- четыре различные точки на единичной окружности.
|
||||
Найдите точку перечесения прямых $ab$ и $cd$.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Докажите равенство
|
||||
$$
|
||||
|\sqrt{z^2-1}+z|+|\sqrt{z^2-1}-z|=|z-1|+|z+1|.
|
||||
$$
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Пусть $P(z)$ -- многочлен степени $n$, имеющий $n$ вещественных корней
|
||||
(с учетом кратности), $a$ -- произвольное вещественное число. Докажите,
|
||||
что многочлен $Q(z)=P(z+ia)+P(z-ia)$ тоже имеет $n$ вещественных корней.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Найдите, во что переводят координатную сетку следующие отображения из
|
||||
\C в~\C:
|
||||
(а) $z\mapsto z^2$;
|
||||
(б) $z\mapsto e^z$;
|
||||
(в) $z\mapsto 1/z$.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Отображение $z\mapsto z+(1/z)$ определено на множестве всех ненулевых
|
||||
комплексных чисел.
|
||||
|
||||
(а) Во что это отображение переводит множество $\{z\colon |z|>1\}$?
|
||||
|
||||
(б) Является ли это отображение взаимно-однозначным на данном множестве?
|
||||
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Пусть $A>0, C$ действительные, а $B$ -- комплексная постоянные и пусть $AC<|B|^2$.
|
||||
Докажите, что уравнение
|
||||
$$
|
||||
A|z|^2 +\bar B z +B\bar z +C=0
|
||||
$$
|
||||
является уравнением окружности и найдите центр этой окружности и ее радиус.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Напишите уравнение окружности, проходящей через три различные
|
||||
точки $z_1, z_2, z_3$, не лежащие на одной прямой.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Пусть отображение задано формулой $z\mapsto Az+B\bar z$. Во что оно
|
||||
переводит окружность с центром в
|
||||
нуле?
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
\end{document}
|
||||
109
ForStudents/листки Забродина/listok10.tex
Normal file
109
ForStudents/листки Забродина/listok10.tex
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,109 @@
|
|||
\documentclass[11pt,a4paper]{article}
|
||||
\usepackage[cp1251]{inputenc}
|
||||
\usepackage[russian]{babel}
|
||||
\usepackage{amssymb,amsfonts,amsmath}
|
||||
\usepackage{xspace}
|
||||
|
||||
\pagestyle{empty}
|
||||
|
||||
\newcounter{zadacha}
|
||||
\setcounter{zadacha}0
|
||||
|
||||
\newcommand*{\nz}{%
|
||||
\par\medskip\refstepcounter{zadacha}
|
||||
\textbf{\thezadacha.} }
|
||||
|
||||
\let\C\relax
|
||||
\newcommand*{\C}{\ensuremath{\mathbb C}\xspace}
|
||||
\newcommand*{\R}{\ensuremath{\mathbb R}\xspace}
|
||||
\newcommand*{\HH}{\ensuremath{\mathbb H}\xspace}
|
||||
|
||||
\let\Re\relax
|
||||
\let\Im\relax
|
||||
\DeclareMathOperator{\Re}{Re}
|
||||
\DeclareMathOperator{\Im}{Im}
|
||||
|
||||
|
||||
\begin{document}
|
||||
|
||||
\begin{center}\large\sc
|
||||
Теория функций комплексного переменного 2025\\ листок 10
|
||||
\end{center}
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Сколько корней многочлена $z^7 +3z+1$ находится в круге
|
||||
$|z|<1$?
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Сколько корней многочлена $z^5 +z^2 +3z+1$ находится в круге
|
||||
$|z|<1$?
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Докажите, что уравнение $e^z = z+2$ имеет в
|
||||
левой полуплоскости (${\rm Re} \, z <0$) единственный (и при том
|
||||
действительный) корень.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Докажите, что при $\lambda >1$ уравнение $ze^{\lambda -z}=1$ имеет
|
||||
в единичном круге ровно один корень (и при том действительный).
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Найдите количество корней многочлена
|
||||
$$
|
||||
z^6 +z^5 +6z^4+5z^3 +8z^2 +4z +1
|
||||
$$
|
||||
в правой полуплоскости.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Найдите количество корней уравнения
|
||||
$$
|
||||
z^4 +2z^3 +3z^2 +z +2=0
|
||||
$$
|
||||
в правой полуплоскости и в правом верхнем квадранте.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Пусть $f$ -- целая не постоянная функция. Положим $$M=
|
||||
\mbox{max}_{|z|=r} |f(z)|.$$ Докажите, что
|
||||
функция $r\mapsto M(r)$ является строго возрастающей.
|
||||
Чему может быть равен ее предел при $r\to +\infty$?
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Докажите, что всякий конформный автоморфизм комплексной плоскости
|
||||
имеет вид $z\mapsto az+b$, $a\neq 0$.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Докажите, что не существует конформного автоморфизма между множествами
|
||||
$\C \setminus \{0,1,2\}$ и $\C \setminus \{0,1,1000\}$.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Докажите, что всякий конформный автоморфизм единичного круга --
|
||||
дробно-линейный автоморфизм.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Пусть $U$ -- единичный круг (без границы). Существует ли голоморфное
|
||||
отображение $f:U\to U$, для которого $f(0)=\frac{1}{2}$,
|
||||
$f(\frac{1}{2})=\frac{7}{8}$?
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
\end{document}
|
||||
111
ForStudents/листки Забродина/listok11.tex
Normal file
111
ForStudents/листки Забродина/listok11.tex
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,111 @@
|
|||
\documentclass[11pt,a4paper]{article}
|
||||
\usepackage[cp1251]{inputenc}
|
||||
\usepackage[russian]{babel}
|
||||
\usepackage{amssymb,amsfonts,amsmath}
|
||||
\usepackage{xspace}
|
||||
|
||||
\pagestyle{empty}
|
||||
|
||||
\newcounter{zadacha}
|
||||
\setcounter{zadacha}0
|
||||
|
||||
\newcommand*{\nz}{%
|
||||
\par\medskip\refstepcounter{zadacha}
|
||||
\textbf{\thezadacha.} }
|
||||
|
||||
\let\C\relax
|
||||
\newcommand*{\C}{\ensuremath{\mathbb C}\xspace}
|
||||
\newcommand*{\R}{\ensuremath{\mathbb R}\xspace}
|
||||
|
||||
\let\Re\relax
|
||||
\let\Im\relax
|
||||
\DeclareMathOperator{\Re}{Re}
|
||||
\DeclareMathOperator{\Im}{Im}
|
||||
|
||||
|
||||
\begin{document}
|
||||
|
||||
\begin{center}\large\sc
|
||||
Теория функций комплексного переменного -- 2025\\ листок 11
|
||||
\end{center}
|
||||
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Рассмотрим аналитическое продолжение функции
|
||||
$f(z)=\sqrt{z^2+9}$, заданной в окрестности точки
|
||||
$z=4$ условием $f(4)=5$, вдоль
|
||||
а) полуокружности $|z|=4$,
|
||||
${\rm Im} \, z\geq 0$, б) полуокружности $|z|=4$,
|
||||
${\rm Im} \, z< 0$, с) отрезка $[-4, 4]$.
|
||||
Чему равно $f(-4)$ во всех этих случаях?
|
||||
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Фиксируем какую-либо ветвь функции
|
||||
$f(z)=\sqrt{z^2-9}$ в окрестности точки $z=5$ и
|
||||
рассмотрим два
|
||||
способа ее аналитического продолжения
|
||||
из точки $z=5$ в точку $x\in [-3,3]$: вдоль
|
||||
дуги полуокружности в верхней полуплоскости и
|
||||
вдоль
|
||||
дуги полуокружности в нижней полуплоскости.
|
||||
Результаты обозначим $f(x+i0)$ и $f(x-i0)$ соответственно.
|
||||
Как связаны между собой $f(x+i0)$ и $f(x-i0)$?
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Пусть $D$ -- вся комплексная плоскость с разрезами по отрезкам
|
||||
$[-1, i]$ и $[-i, 1]$, а $h(z)$ -- регулярная ветвь функции $\sqrt{1-z^4}$,
|
||||
положительная на интервале $(-1, 1)$. Найдите значения $h(\sqrt{5/3})$,
|
||||
$h(i\sqrt{5/3})$.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Пусть $h(z)$ -- регулярная ветвь функции $\sqrt[3]{1-z^2}$ в области $D$,
|
||||
удовлетворяющая условию $h(0)=1$. Найдите значение $h(-3)$ в случаях, когда
|
||||
область $D$ а) вся комплексная плоскость с разрезами по лучам $[1, +\infty ]$ и
|
||||
$[-1, -1+i\infty ]$, б) вся комплексная плоскость с разрезами по лучам
|
||||
$[1, 1-i\infty ]$ и $[-1, -1-i\infty ]$.
|
||||
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Пусть $h(z)$ -- регулярная ветвь многозначной функции
|
||||
$\displaystyle{\log \frac{1-z}{1+z}}$ в области $\C \setminus [-1, 1]$, такая,
|
||||
что $h(0+i0)=0$. Найдите значения $h(0-i0)$, $h(i)$, $h(\infty )$. Разложите
|
||||
функцию $h(z)$ в ряд Лорана по степеням $z$ в окрестности $\infty$.
|
||||
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Пусть $D$ -- вся комплексная плоскость с разрезами по лучам $[-\infty , -1]$ и
|
||||
$[1, +\infty ]$, а $h(z)$ -- регулярная ветвь многозначной функции $\log (1-z^2)$
|
||||
в области $D$, удовлетворяющая условию $h(0)=0$. Найдите $h(i)$, $h(-i)$,
|
||||
$h(2+i0)$, $h(2-i0)$.
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Исследуйте поведение каждой из однозначных ветвей заданных аналитических
|
||||
функций в окрестности указанных точек и определите тип особенностей
|
||||
(если они есть): \\
|
||||
а) $\displaystyle{\frac{z}{1+\sqrt{z-3}}\, , \,\, z=4}$ , б) $\displaystyle{
|
||||
z+\sqrt{z^2 -1}\, , \, z=\infty} $,
|
||||
в) $\displaystyle{\frac{2z+3}{1+z -2\sqrt{z}}\, , \, z=1} $, \\
|
||||
г) $\displaystyle{\cos \frac{1}{1+\sqrt{z}}}\,, z=1$,
|
||||
д) $\displaystyle{\sin \frac{1}{1+\sqrt{z/(z-1)}}}\,, z=\infty$.
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Найдите вычеты $\mbox{res}_{z=1}(f(z)dz)$ для каждой из однозначных ветвей функции
|
||||
а) $f(z)=\displaystyle{\frac{1}{\sqrt{2-z}+1}}$, б) $f(z)=
|
||||
\exp \left ( \displaystyle{\frac{1}{1+\sqrt{z}}}\right )$.
|
||||
|
||||
|
||||
\end{document}
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
\end{document}
|
||||
106
ForStudents/листки Забродина/listok12.tex
Normal file
106
ForStudents/листки Забродина/listok12.tex
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,106 @@
|
|||
\documentclass[11pt,a4paper]{article}
|
||||
\usepackage[cp1251]{inputenc}
|
||||
\usepackage[russian]{babel}
|
||||
\usepackage{amssymb,amsfonts,amsmath}
|
||||
\usepackage{xspace}
|
||||
|
||||
\pagestyle{empty}
|
||||
|
||||
\newcounter{zadacha}
|
||||
\setcounter{zadacha}0
|
||||
|
||||
\newcommand*{\nz}{%
|
||||
\par\medskip\refstepcounter{zadacha}
|
||||
\textbf{\thezadacha.} }
|
||||
|
||||
\let\C\relax
|
||||
\newcommand*{\C}{\ensuremath{\mathbb C}\xspace}
|
||||
\newcommand*{\R}{\ensuremath{\mathbb R}\xspace}
|
||||
|
||||
\let\Re\relax
|
||||
\let\Im\relax
|
||||
\DeclareMathOperator{\Re}{Re}
|
||||
\DeclareMathOperator{\Im}{Im}
|
||||
|
||||
|
||||
\begin{document}
|
||||
|
||||
\begin{center}\large\sc
|
||||
Òåîðèÿ ôóíêöèé êîìïëåêñíîãî ïåðåìåííîãî -- 2025\\ Ëèñòîê 12
|
||||
\end{center}
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Ïóñòü ðåãóëÿðíàÿ âåòâü $g(z)$ ôóíêöèè $\sqrt{z^2-4}$ îïðåäåëåíà â îáëàñòè $D$,
|
||||
ïðåäñòàâëÿþùåé ñîáîé êîìïëåêñíóþ ïëîñêîñòü ñ ðàçðåçîì ïî ïîëóîêðóæíîñòè
|
||||
$|z|=2$, ${\rm Im} z\geq 0$, ïðè÷åì ãëàâíàÿ ÷àñòü ðÿäà Ëîðàíà ôóíêöèè $g(z)$
|
||||
â îêðåñòíîñòè $\infty$ ðàâíà $z$. Âû÷èñëèòå èíòåãðàë
|
||||
$$
|
||||
I=\oint _{|z|=1}\frac{dz}{g(z)-3z}.
|
||||
$$
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Âû÷èñëèòå èíòåãðàë
|
||||
$$
|
||||
\oint_{|z|=\frac{1}{2}}\frac{dz}{(2+g(z))\sin z},
|
||||
$$
|
||||
ãäå $g(z)$ -- îäíîçíà÷íàÿ âåòâü ôóíêöèè $\sqrt{z-1}$ â êðóãå
|
||||
$|z|<\frac{1}{2}$, òàêàÿ, ÷òî $g(0)=i$.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Ïóñòü $f(z)$ -- ðåãóëÿðíàÿ âåòâü ôóíêöèè $\sqrt[3]{2z-8}$ â êîìïëåêñíîé ïëîñêîñòè
|
||||
ñ ðàçðåçîì ïî ëó÷ó $[4, 4-i\infty ]$ òàêàÿ, ÷òî $f(8)=-1-i\sqrt{3}$. Âû÷èñëèòå èíòåãðàë
|
||||
$$
|
||||
I=\oint _{|z-2|=3/2}\frac{dz}{f(z)-z+2}.
|
||||
$$
|
||||
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Âû÷èñëèòå èíòåãðàëû ñ ïîìîùüþ âû÷åòîâ:
|
||||
|
||||
à) $\displaystyle{\int\limits_{-1}^{1}
|
||||
\frac{dx}{\sqrt{1-x^2}}}\,\,$;
|
||||
á) $\displaystyle{\int\limits_{0}^{1}
|
||||
\sqrt{\frac{1-x}{x}}\, dx} \,\,$.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Âû÷èñëèòå èíòåãðàë ñ ïîìîùüþ âû÷åòîâ:
|
||||
$\displaystyle{\int\limits_{0}^{\infty}
|
||||
\frac{x^{\alpha -1}}{x+1}\,dx} \,\,$ ($0<\alpha <1$).
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Âû÷èñëèòå èíòåãðàëû ñ ïîìîùüþ âû÷åòîâ:
|
||||
|
||||
|
||||
à) $\displaystyle{\int\limits_{0}^{1}\left (\frac{x}{1-x}\right )^{\alpha}
|
||||
\frac{dx}{x+1}\,\,}$ ($-1<\alpha <1$);
|
||||
á) $\displaystyle{\int\limits_{1}^{2}\sqrt[5]{\frac{(2-x)^3}{(x-1)^3}}\, dx}$;\\
|
||||
â) $\displaystyle{\int\limits_{-2}^{2}\frac{dx}{\sqrt[4]{(2+x)^2 (4-x^2)}}}\,$.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Âû÷èñëèòå èíòåãðàëû ñ ïîìîùüþ âû÷åòîâ:
|
||||
|
||||
à) $\displaystyle{\int\limits_{0}^{\infty}\frac{dx}{x^3+1}}\,$;
|
||||
á) $\displaystyle{\int\limits_{0}^{\infty}\frac{\log x \, dx}{x^2+a^2} \,\,\, (a>0)}$;
|
||||
â) $\displaystyle{\int\limits_{0}^{\infty}\frac{\log x \, dx}{(x+1)(x+2)^2}\,}$;\\
|
||||
ã) $\displaystyle{\int\limits_{0}^{\infty}\frac{\log x \, dx}{x^2-1}}\,$.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Âû÷èñëèòå èíòåãðàëû ñ ïîìîùüþ âû÷åòîâ:
|
||||
|
||||
à) $\displaystyle{\int\limits_{0}^{\infty}\left (\frac{\log x}{x-1}\right )^2 dx}$;
|
||||
á) $\displaystyle{\int\limits_{0}^{\infty}\frac{\sqrt{x}\, \log x dx}{x^2+1}}$;
|
||||
â) $\displaystyle{\int\limits_{-\infty}^{\infty}\frac{\log |x^2-1|}{x^2+1}\, dx}$;\\
|
||||
ã) $\displaystyle{\int\limits_{0}^{\infty}
|
||||
\frac{\log (1+x^2)}{x^2}\, \frac{dx}{1+x^2}}$.
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
\end{document}
|
||||
148
ForStudents/листки Забродина/listok13.tex
Normal file
148
ForStudents/листки Забродина/listok13.tex
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,148 @@
|
|||
\documentclass[11pt,a4paper]{article}
|
||||
\usepackage[cp1251]{inputenc}
|
||||
\usepackage[russian]{babel}
|
||||
\usepackage{amssymb,amsfonts,amsmath}
|
||||
\usepackage{xspace}
|
||||
|
||||
\pagestyle{empty}
|
||||
|
||||
\newcounter{zadacha}
|
||||
\setcounter{zadacha}0
|
||||
|
||||
\newcommand*{\nz}{%
|
||||
\par\medskip\refstepcounter{zadacha}
|
||||
\textbf{\thezadacha.} }
|
||||
|
||||
\let\C\relax
|
||||
\newcommand*{\C}{\ensuremath{\mathbb C}\xspace}
|
||||
\newcommand*{\R}{\ensuremath{\mathbb R}\xspace}
|
||||
\newcommand*{\Z}{\ensuremath{\mathbb Z}\xspace}
|
||||
|
||||
\let\Re\relax
|
||||
\let\Im\relax
|
||||
\DeclareMathOperator{\Re}{Re}
|
||||
\DeclareMathOperator{\Im}{Im}
|
||||
|
||||
|
||||
\begin{document}
|
||||
|
||||
\begin{center}\large\sc
|
||||
Теория функций комплексного переменного 2025\\ Листок 13
|
||||
\end{center}
|
||||
|
||||
\noindent
|
||||
Пусть задан параметр $\tau \in \C$, ${\rm Im} \, \tau >0$; определим эллиптическую кривую
|
||||
$E_{\tau}=\C /(\Z +\tau \Z )$ и тэта-функцию с характеристиками $a,b$
|
||||
рядом
|
||||
$$
|
||||
\theta_{a,b}(u)=\theta_{a,b}(u,\tau )=\sum_{k\in \Z}q^{(k+a)^2}e^{2\pi i (k+a)(u+b)}, \quad
|
||||
q=e^{i\pi \tau},
|
||||
$$
|
||||
а также введем тэта-функции Якоби $$\theta_1(u)=-\theta_{\frac{1}{2}, \frac{1}{2}}(u), \quad
|
||||
\theta_2(u)=\theta_{\frac{1}{2},0}(u), \quad \theta_3(u)=\theta_{0, 0}(u), \quad
|
||||
\theta_4(u)=\theta_{0,\frac{1}{2}}(u).$$
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Докажите, что ряд абсолютно сходится на $\C$, и тэта-функции являются целыми функциями,
|
||||
причем $\theta_1$ -- нечетная, а $\theta_2$, $\theta_3$, $\theta_4$ -- четные функции.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Докажите, что $\theta_2(u)=\theta_1(u+\frac{1}{2})$, $\theta_3(u)=
|
||||
e^{\pi i(u+\tau /4)}\theta_1(u+\frac{\tau +1}{2})$,
|
||||
$\theta_4(u)=-ie^{\pi i(u+\tau /4)}\theta_1(u+\frac{\tau}{2})$.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Докажите следующие свойства тэта-функции при сдвигах на векторы решетки
|
||||
$1$, $\tau$:
|
||||
$$
|
||||
\left \{ \begin{array}{l}
|
||||
\theta_1(u+1)=-\theta_1(u)\\
|
||||
\theta_1(u+\tau)=-q^{-1}e^{-2\pi iu}\theta_1(u).
|
||||
\end{array} \right.
|
||||
$$
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Найдите нули функций
|
||||
$\theta_1 (u)$, $\theta_2(u)$, $\theta_3(u)$, $\theta_4(u)$ и покажите, что они простые.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Докажите, что тэта-функции удовлетворяют ``уравнению теплопроводности''
|
||||
$4\pi i \partial_{\tau}\theta = \partial_u^2 \theta$.
|
||||
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Покажите, что если для набора $\alpha_i\in \C$ выполняется
|
||||
$\displaystyle{\sum_{i=1}^n \alpha _i=0}$, то при любых $a_i\in E_{\tau}$
|
||||
$$
|
||||
f(u)=\sum_{i=1}^n\alpha_i \, \frac{\partial_u \theta_1(u-a_i)}{\theta_1(u-a_i)}
|
||||
$$
|
||||
является эллиптической (т.е. двоякопериодической) функцией на $\C$ с периодами $1$, $\tau$.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Покажите, что
|
||||
$
|
||||
P(u)=\partial_u^2 \log \theta_1(u)
|
||||
$
|
||||
является эллиптической функцией на $\C$ с периодами $1$, $\tau$ и найдите ее полюса.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Докажите тождество
|
||||
$$
|
||||
\theta_1(a+b)\theta_1(a-b)\theta_1(u+c)\theta_1(u-c)+
|
||||
\theta_1(b+c)\theta_1(b-c)\theta_1(u+a)\theta_1(u-a)
|
||||
$$
|
||||
$$
|
||||
+\, \theta_1(c+a)\theta_1(c-a)\theta_1(u+b)\theta_1(u-b)=0.
|
||||
$$
|
||||
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Докажите тождество
|
||||
$$
|
||||
P(v)-P(u)=(\theta_1'(0))^2 \, \frac{\theta_1(u-v)\theta_1(v+u)}{\theta_1^2(u)\, \theta_1^2(v)}.
|
||||
$$
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Докажите следующие представления тэта-функций в виде бесконечных произведений:
|
||||
$$
|
||||
\theta_1(u)=2q^{\frac{1}{4}}\sin (\pi u) \prod_{n=1}^{\infty}
|
||||
(1-q^{2n}) (1-q^{2n}e^{2\pi i u})(1-q^{2n}e^{-2\pi i u}),
|
||||
$$
|
||||
$$
|
||||
\theta_2(u)=2q^{\frac{1}{4}}\cos (\pi u) \prod_{n=1}^{\infty}
|
||||
(1-q^{2n}) (1+q^{2n}e^{2\pi i u})(1+q^{2n}e^{-2\pi i u}),
|
||||
$$
|
||||
$$
|
||||
\theta_3(u)= \prod_{n=1}^{\infty}
|
||||
(1-q^{2n}) (1+q^{2n-1}e^{2\pi i u})(1+q^{2n-1}e^{-2\pi i u}),
|
||||
$$
|
||||
$$
|
||||
\theta_4(u)=\prod_{n=1}^{\infty}
|
||||
(1-q^{2n}) (1-q^{2n-1}e^{2\pi i u})(1-q^{2n-1}e^{-2\pi i u}).
|
||||
$$
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Докажите тождество $\theta '_1(0)=\pi \theta_2(0)\theta_3(0)\theta_4(0)$.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Докажите формулы модулярного преобразования $\tau \to -1/\tau$:
|
||||
$$
|
||||
\theta_1(u/\tau , -1/\tau )=-i\sqrt{-i\tau} e^{\pi i u^2/\tau}
|
||||
\theta_1(u, \tau ),
|
||||
$$
|
||||
$$
|
||||
\theta_2(u/\tau , -1/\tau )=\sqrt{-i\tau} e^{\pi i u^2/\tau}
|
||||
\theta_4(u, \tau ),
|
||||
$$
|
||||
$$
|
||||
\theta_3(u/\tau , -1/\tau )=\sqrt{-i\tau} e^{\pi i u^2/\tau}
|
||||
\theta_3(u, \tau ),
|
||||
$$
|
||||
$$
|
||||
\theta_4(u/\tau , -1/\tau )=\sqrt{-i\tau} e^{\pi i u^2/\tau}
|
||||
\theta_2(u, \tau ).
|
||||
$$
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
\end{document}
|
||||
162
ForStudents/листки Забродина/listok14.tex
Normal file
162
ForStudents/листки Забродина/listok14.tex
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,162 @@
|
|||
\documentclass[11pt,a4paper]{article}
|
||||
\usepackage[cp1251]{inputenc}
|
||||
\usepackage[russian]{babel}
|
||||
\usepackage{amssymb,amsfonts,amsmath}
|
||||
\usepackage{xspace}
|
||||
|
||||
\pagestyle{empty}
|
||||
|
||||
\newcounter{zadacha}
|
||||
\setcounter{zadacha}0
|
||||
|
||||
\newcommand*{\nz}{%
|
||||
\par\medskip\refstepcounter{zadacha}
|
||||
\textbf{\thezadacha.} }
|
||||
|
||||
\let\C\relax
|
||||
\newcommand*{\C}{\ensuremath{\mathbb C}\xspace}
|
||||
\newcommand*{\R}{\ensuremath{\mathbb R}\xspace}
|
||||
\newcommand*{\Z}{\ensuremath{\mathbb Z}\xspace}
|
||||
|
||||
\let\Re\relax
|
||||
\let\Im\relax
|
||||
\DeclareMathOperator{\Re}{Re}
|
||||
\DeclareMathOperator{\Im}{Im}
|
||||
|
||||
|
||||
\begin{document}
|
||||
|
||||
\begin{center}\large\sc
|
||||
Òåîðèÿ ôóíêöèé êîìïëåêñíîãî ïåðåìåííîãî 2025\\ Ëèñòîê 14
|
||||
\end{center}
|
||||
|
||||
|
||||
\noindent
|
||||
$\wp$-ôóíêöèÿ Âåéåðøòðàññà ñ ïåðèîäàìè $2\omega_1,
|
||||
2\omega_2$ (${\rm Im}\, \omega_2/ \omega_1 >0$):
|
||||
$$
|
||||
\wp (z)=\frac{1}{z^2}+\sum_{s\neq 0} \Bigl (\frac{1}{(z-s)^2}-
|
||||
\frac{1}{s^2}\Bigr ),
|
||||
\quad s=2\omega_1 n_1 +2 \omega_2 n_2, \quad n_{1,2}\in \Z .
|
||||
$$
|
||||
Ðàçëîæåíèå â îêðåñòíîñòè $z=0$:
|
||||
$$
|
||||
\wp (z)=\frac{1}{z^2}+\frac{g_2}{20}\, z^2 +\frac{g_3}{28}\, z^4+O(z^6),
|
||||
$$
|
||||
$$
|
||||
g_2=60\sum_{s\neq 0} s^{-4}, \quad g_3=140\sum_{s\neq 0} s^{-6}.
|
||||
$$
|
||||
$\zeta$- è $\sigma$-ôóíêöèè Âåéåðøòðàññà: $\zeta '(z)=-\wp (z)$, $\sigma '(z)/\sigma (z)=
|
||||
\zeta (z)$,
|
||||
$$
|
||||
\zeta (z)=\frac{1}{z}-\int_{0}^{z}\Bigl (\wp (x)-\frac{1}{x^2}\Bigr )dx,
|
||||
\quad
|
||||
\log (\sigma (z)/z)=\int_{0}^{z}\Bigl (\zeta (x)-\frac{1}{x}\Bigr )dx.
|
||||
$$
|
||||
$$
|
||||
\zeta (z)=\frac{1}{z}+\sum_{s\neq 0} \Bigl (\frac{1}{z-s}+\frac{1}{s}+\frac{z}{s^2}\Bigr ),
|
||||
\quad
|
||||
\sigma (z)=z\prod_{s\neq 0} \Bigl (1-\frac{z}{s}\Bigr )e^{\frac{z}{s}+\frac{z^2}{2s^2}}.
|
||||
$$
|
||||
$\zeta (z+2\omega_{\alpha} )=\zeta (z)+2\eta_{\alpha}$,
|
||||
$\sigma (z+2\omega_{\alpha})=-e^{2\eta_{\alpha}(z+\omega_{\alpha})}
|
||||
\sigma (z)$,
|
||||
$\eta_{\alpha}=\zeta (\omega_{\alpha})$.
|
||||
|
||||
|
||||
\noindent
|
||||
Âûðàæåíèå $\sigma$-ôóíêöèè ÷åðåç òýòà-ôóíêöèþ:
|
||||
$$
|
||||
\sigma (z)=2\omega_1 e^{\eta_1 z^2/(2\omega_1 )}\frac{\theta_1(z/(2\omega_1 ))}{\theta_1'(0)}.
|
||||
$$
|
||||
|
||||
\noindent
|
||||
Ôóíêöèè ${\rm sn}$, ${\rm cn}$ è ${\rm dn}$:
|
||||
$$
|
||||
{\rm sn}\, u = \frac{\theta_3(0)}{\theta_2(0)}\,
|
||||
\frac{\theta_1 \Bigl (\frac{u}{\pi \theta_3^2(0)}
|
||||
\Bigr )}{\theta_4 \Bigl (\frac{u}{\pi \theta_3^2(0)}\Bigr )},
|
||||
\;
|
||||
{\rm cn}\, u = \frac{\theta_4(0)}{\theta_2(0)}\,
|
||||
\frac{\theta_2 \Bigl (\frac{u}{\pi \theta_3^2(0)}
|
||||
\Bigr )}{\theta_4 \Bigl (\frac{u}{\pi \theta_3^2(0)}\Bigr )},
|
||||
\;
|
||||
{\rm dn}\, u = \frac{\theta_4(0)}{\theta_3(0)}\,
|
||||
\frac{\theta_3 \Bigl (\frac{u}{\pi \theta_3^2(0)}
|
||||
\Bigr )}{\theta_4 \Bigl (\frac{u}{\pi \theta_3^2(0)}\Bigr )}.
|
||||
$$
|
||||
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Äîêàæèòå, ÷òî ôóíêöèÿ $\wp (z)$ óäîâëåòâîðÿåò äèôôåðåíöèàëüíîìó óðàâíåíèþ
|
||||
$$
|
||||
(\wp '(z))^2 =4\wp ^3(z)-g_2\wp (z)-g_3.
|
||||
$$
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Äîêàæèòå òîæäåñòâî
|
||||
$
|
||||
\wp '''(z)=12\wp (z)\wp '(z).
|
||||
$
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Äîêàæèòå ñîîòíîøåíèå $2\eta_1 \omega_2 -2\eta_2 \omega_1 =\pi i$.
|
||||
|
||||
|
||||
%\nz
|
||||
%Äîêàæèòå òîæäåñòâî
|
||||
%$$
|
||||
%\wp (z+y)-\wp (z-y)=-\frac{\wp '(z)\wp '(y)}{(\wp (z)-\wp (y))^2}.
|
||||
%$$
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Äîêàæèòå, ÷òî ïðè $x+y+z=0$ ñïðàâåäëèâî òîæäåñòâî
|
||||
$$
|
||||
\left | \begin{array}{lll}
|
||||
1 & \wp (x) & \wp '(x)
|
||||
\\
|
||||
1 & \wp (y) & \wp '(y)
|
||||
\\
|
||||
1 & \wp (z) & \wp '(z)
|
||||
\end{array}
|
||||
\right |=0.
|
||||
$$
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Âûðàçèòå
|
||||
$\displaystyle{
|
||||
\left | \begin{array}{lll}
|
||||
1 & \wp (x) & \wp '(x)
|
||||
\\
|
||||
1 & \wp (y) & \wp '(y)
|
||||
\\
|
||||
1 & \wp (z) & \wp '(z)
|
||||
\end{array}
|
||||
\right |}
|
||||
$
|
||||
ïðè ïðîèçâîëüíûõ $x,y,z \in \C$ ÷åðåç $\sigma$-ôóíêöèè.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Äîêàæèòå, ÷òî ïðè $x+y+z=0$ ñïðàâåäëèâî òîæäåñòâî
|
||||
$$
|
||||
\Bigl (\zeta (x)+\zeta (y) +\zeta (z)\Bigr )^2=
|
||||
\wp (x)+\wp (y)+\wp (z).
|
||||
$$
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Äîêàæèòå òîæäåñòâî
|
||||
$$
|
||||
\zeta (x-a_1)-\zeta (x-a_2)+\zeta (a_1-a_2)=-\frac{1}{2}\,
|
||||
\frac{\wp '(x-a_1)+\wp '(x-a_2)}{\wp (x-a_1)-\wp (x-a_2)}.
|
||||
$$
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Äîêàæèòå òîæäåñòâà
|
||||
$$
|
||||
{\rm sn}^2\, u +{\rm cn}^2\, u =1, \quad
|
||||
k^2{\rm sn}^2\, u +{\rm dn}^2\, u =1,
|
||||
$$
|
||||
ãäå $k^2=\theta_2^4(0)/\theta_3^4(0)$.
|
||||
|
||||
|
||||
\end{document}
|
||||
171
ForStudents/листки Забродина/listok2.tex
Normal file
171
ForStudents/листки Забродина/listok2.tex
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,171 @@
|
|||
\documentclass[11pt,a4paper]{article}
|
||||
\usepackage[cp1251]{inputenc}
|
||||
\usepackage[russian]{babel}
|
||||
\usepackage{amssymb,amsfonts,amsmath}
|
||||
\usepackage{xspace}
|
||||
|
||||
\pagestyle{empty}
|
||||
|
||||
\newcounter{zadacha}
|
||||
\setcounter{zadacha}0
|
||||
|
||||
\newcommand*{\nz}{%
|
||||
\par\medskip\refstepcounter{zadacha}
|
||||
\textbf{\thezadacha.} }
|
||||
|
||||
\let\C\relax
|
||||
\newcommand*{\C}{\ensuremath{\mathbb C}\xspace}
|
||||
\newcommand*{\R}{\ensuremath{\mathbb R}\xspace}
|
||||
|
||||
\let\Re\relax
|
||||
\let\Im\relax
|
||||
\DeclareMathOperator{\Re}{Re}
|
||||
\DeclareMathOperator{\Im}{Im}
|
||||
|
||||
|
||||
\begin{document}
|
||||
|
||||
\begin{center}\large\sc
|
||||
Теория функций комплексного переменного -- 2025\\ Листок 2
|
||||
\end{center}
|
||||
|
||||
{\small
|
||||
Дробно-линейной функцией (д.-л. функцией) называется функция вида
|
||||
$$f(z)=\frac{az+b}{cz+d}\,, \qquad a,b,c,d \in \C, \qquad
|
||||
ad-bc \neq 0.
|
||||
$$
|
||||
}
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Докажите, что д.-л. функция осуществляет взаимно-однозначное
|
||||
отображение $\bar{\C}\to \bar{\C}$.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Докажите, что д.-л.
|
||||
отображения образуют группу.
|
||||
Какой группе она изоморфна?
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Докажите, что д.-л. функция переводит окружности
|
||||
и прямые в окружности (или прямые).
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Напишите д.-л. функцию, переводящую три произвольные
|
||||
(различные) точки $z_1, z_2, z_3$ в три другие (различные)
|
||||
точки $w_1, w_2, w_3$. Единственна ли она?
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Во что преобразуется квадрант $x>0, y>0$ при отображении $\displaystyle{
|
||||
w=\frac{z-i}{z+i}}\, $?
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Найдите все дробно-линейные функции $f$ такие, что $f(f(z))=z$.
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Докажите, что бидифференциал $\displaystyle{\frac{dz_1 dz_2}{(z_1-z_2)^2}}$
|
||||
инвариантен относительно д.-л. преобразований.
|
||||
|
||||
|
||||
\vspace{5mm}
|
||||
|
||||
{\small
|
||||
Двойным отношением четырех различных точек $z_1, z_2, z_3, z_4$ называется
|
||||
$$
|
||||
(z_1, z_2, z_3, z_4)=\frac{(z_1-z_3)(z_2-z_4)}{(z_1-z_4)(z_2-z_3)}.
|
||||
$$
|
||||
Производной Шварца (шварцианом) голоморфной
|
||||
функции $w(z)$ называется
|
||||
выражение
|
||||
$$\displaystyle{S(w;z):=\frac{w'''(z)}{w'(z)}-\frac{3}{2}
|
||||
\left (\frac{w''(z)}{w'(z)}\right )^2}.$$
|
||||
}
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Докажите следующее тождество, связывающее двойное отношение со шварцианом:
|
||||
$$
|
||||
\frac{(w(z+ta), w(z+tb), w(z+tc), w(z+td))}{(a,b,c,d)}=
|
||||
1+\frac{t^2}{6}\, (a-b)(c-d)S(w;z) +O(t^3)
|
||||
$$
|
||||
($t\to 0$).
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Докажите, что д.-л. функция сохраняет двойное отношение:
|
||||
$$
|
||||
(f(z_1), f(z_2), f(z_3), f(z_4))=(z_1, z_2, z_3, z_4).
|
||||
$$
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
\
|
||||
Докажите, что
|
||||
$S(w;z)=0$ тогда и только тогда, когда $w(z)$ -- д.-л. функция.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Докажите, что четыре различные точки лежат на одной окружности
|
||||
(или на одной прямой), если и только если их двойное отношение
|
||||
вещественно.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Докажите, что
|
||||
$$
|
||||
S(w;z)=6 \lim_{\zeta \to z}\, \frac{\partial }{\partial z}\frac{\partial }{\partial \zeta}\,
|
||||
\log \frac{w(z)-w(\zeta )}{z-\zeta}.
|
||||
$$
|
||||
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Пусть $w(z)$, $f(w)$ -- две функции, $F$ -- их композиция:
|
||||
$F(z)=f(w(z))$. Докажите, что
|
||||
$$
|
||||
S(F;z)=S(f;w)\Bigl (\frac{dw}{dz}\Bigr )^2 +S(w;z).
|
||||
$$
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Пусть $f_1, f_2$ -- два линейно независимых решения дифференциального уравнения
|
||||
$f''+Q(z)f=0$. Покажите, что $Q(z)=\frac{1}{2}\, S(f_1/f_2; z)$.
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Найдите общий вид д.-л. изоморфизмов
|
||||
(а) $\mathbb{H} \to \mathbb{H}$, (б) $\mathbb{U} \to \mathbb{U}$,
|
||||
(в) $\mathbb{U} \to \mathbb{H}$
|
||||
($\mathbb{H}$ -- верхняя полуплоскость, $\mathbb{U}$ -- единичный круг).
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Отобразите верхнюю полуплоскость на единичный круг так, чтобы
|
||||
$w(2i)=0$, $\mbox{arg}\, w'(2i)=0$.
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Сколько неподвижных точек может иметь д.-л. преобразование?
|
||||
Докажите, что если д.-л. преобразование имеет две неподвижные точки,
|
||||
то произведение производных в этих точках равно 1.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Д.-л. преобразование с одной неподвижной точкой $z_0$ называется параболическим.
|
||||
Докажите, что параболическое преобразование можно записать в канонической форме
|
||||
$$
|
||||
\frac{1}{w-z_0}=\frac{1}{z-z_0}+h
|
||||
$$
|
||||
если $z_0\neq \infty$ и $w=z+h$ если $z_0=\infty$.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Докажите, что д.-л. преобразование с двумя различными неподвижными точками $z_1, z_2$
|
||||
можно представить в канонической форме
|
||||
$$
|
||||
\frac{w-z_1}{w-z_2}=k\frac{z-z_1}{z-z_2}
|
||||
$$
|
||||
если $z_{1,2}\neq \infty$ и $w-z_1=k(z-z_1)$ если $z_2=\infty$. Преобразование
|
||||
называется гиперболическим, если $k>0$, эллиптическим если $|k|=1$ ($k\neq 1$) и
|
||||
локсодромическим в общем случае комплексного $k$.
|
||||
|
||||
\end{document}
|
||||
134
ForStudents/листки Забродина/listok3.tex
Normal file
134
ForStudents/листки Забродина/listok3.tex
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,134 @@
|
|||
\documentclass[11pt,a4paper]{article}
|
||||
\usepackage[cp1251]{inputenc}
|
||||
\usepackage[russian]{babel}
|
||||
\usepackage{amssymb,amsfonts,amsmath}
|
||||
\usepackage{xspace}
|
||||
|
||||
\pagestyle{empty}
|
||||
|
||||
\newcounter{zadacha}
|
||||
\setcounter{zadacha}0
|
||||
|
||||
\newcommand*{\nz}{%
|
||||
\par\medskip\refstepcounter{zadacha}
|
||||
\textbf{\thezadacha.} }
|
||||
|
||||
\let\C\relax
|
||||
\newcommand*{\C}{\ensuremath{\mathbb C}\xspace}
|
||||
\newcommand*{\R}{\ensuremath{\mathbb R}\xspace}
|
||||
|
||||
\let\Re\relax
|
||||
\let\Im\relax
|
||||
\DeclareMathOperator{\Re}{Re}
|
||||
\DeclareMathOperator{\Im}{Im}
|
||||
|
||||
|
||||
\begin{document}
|
||||
|
||||
\begin{center}\large\sc
|
||||
Теория функций комплексного переменного -- 2025\\
|
||||
Листок 3
|
||||
\end{center}
|
||||
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Найдите все точки, в которых $\C$-дифференцируемы функции\\
|
||||
а) $|z|^2$, б) $|z|z$, в) $({\rm Re}\, z)^2$.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
а) При каких комплексных $a,b,c$ функция $f(z)=az+b\bar z +z^2 +c$ имеет
|
||||
комплексную производную в точке $z=0$? б) При каких вещественных $a,b$
|
||||
функция $f(x,y)=ax^2+by^2+ixy$ голоморфна на всем $\C$?
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Пусть $f(z)$ -- дифференцируемая функция комплексного
|
||||
переменного в точке $a$. Докажите, что функция $\overline{f(\bar z)}$
|
||||
дифференцируема в точке $\bar a$.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Покажите, что функция $f: re^{i\varphi}\mapsto re^{2i\varphi}$ не
|
||||
голоморфна на $\C \setminus \{0\}$.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
а)
|
||||
Докажите, что если голоморфная в некоторой области функция
|
||||
$f(z)$ вешественна (т.е. принимает только вещественные значения), то она
|
||||
постоянна.
|
||||
б)
|
||||
Пусть функция $f(z)$ голоморфна в некоторой области $D$, и $|f(z)|=1$
|
||||
всюду в этой области. Докажите, что $f(z)\equiv {\rm const}$.
|
||||
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Восстановите аналитическую функцию $f(z)$ по условию:
|
||||
|
||||
а) ${\rm Re}\, f(z)=\sin x \cosh y$, $f(0)=0$,
|
||||
|
||||
б) ${\rm Re}\, f(z)=
|
||||
x\sin x \cosh y -y\sinh y \cos x$, $f(0)=0$,
|
||||
|
||||
в) ${\rm Im}\, f(z)=
|
||||
y\cos x \cosh y-x\sin x \sinh y$, $f(0)=2$,
|
||||
|
||||
г) $|f(z)|=(x^2+y^2)e^x$,
|
||||
|
||||
д) $\mbox{arg}\, f(z)=xy$.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Докажите, что аналитическую в $\C$ функцию
|
||||
$f(z)=u(x,y)+iv(x,y)$ можно восстановить по ее вещественной части $u$
|
||||
или мнимой части $v$ с помощью формул
|
||||
$$
|
||||
f(z)=2u\Bigl (\frac{z+z_0}{2}, \, \frac{z-z_0}{2i}\Bigr )-
|
||||
\overline{f(\bar z_0)},
|
||||
$$
|
||||
$$
|
||||
f(z)=2iv\Bigl (\frac{z+z_0}{2}, \, \frac{z-z_0}{2i}\Bigr )+
|
||||
\overline{f(\bar z_0)},
|
||||
$$
|
||||
где $z_0 \in \C$ -- некоторая точка.
|
||||
|
||||
\vspace{0.5cm}
|
||||
\small{
|
||||
Вещественнозначная функция двух вещественных
|
||||
переменных $F(x,y)$ называется
|
||||
{\it гармонической}, если $\displaystyle{
|
||||
\frac{\partial^2 F}{\partial x^2}+\frac{\partial^2 F}{\partial y^2}=0}$.
|
||||
}
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Запишите оператор Лапласа $\Delta =\displaystyle{
|
||||
\frac{\partial^2 }{\partial x^2}+\frac{\partial^2 }{\partial y^2}}$ в координатах
|
||||
$z$, $\bar z$.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Пусть $f(z)$ -- голоморфная функция. Докажите, что функции
|
||||
${\rm Re} f$ и ${\rm Im} f$ -- гармонические
|
||||
(т.е. $\Delta {\rm Re} f=\Delta {\rm Im} f=0$). Что можно сказать
|
||||
о функциях $|f|$ и $\mbox{arg}\, f$?
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Пусть $F(x,y)$ -- гармоническая функция. Для каких функций
|
||||
$G$ функция $G(F(x,y))$ тоже будет гармонической?
|
||||
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Найдите все гармонические функции вида а) $F=\varphi (x^2+y^2)$, \\ б)
|
||||
$F=\varphi (x^2-y^2)$, в) $F=\varphi (y/x)$.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Пусть $u(x,y)$ -- гармоническая функция. Являются ли гармоническими
|
||||
функции $u(x, -y)$, $u(x^2-y^2, 2xy)$?
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Найдите гармоническую функцию $u(x,y)$ на $\C$ такую, что\\
|
||||
$u(\cos t, \sin t)=\cos^2 t.$
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
\end{document}
|
||||
121
ForStudents/листки Забродина/listok4.tex
Normal file
121
ForStudents/листки Забродина/listok4.tex
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,121 @@
|
|||
\documentclass[11pt,a4paper]{article}
|
||||
\usepackage[cp1251]{inputenc}
|
||||
\usepackage[russian]{babel}
|
||||
\usepackage{amssymb,amsfonts,amsmath}
|
||||
\usepackage{xspace}
|
||||
|
||||
\pagestyle{empty}
|
||||
|
||||
\newcounter{zadacha}
|
||||
\setcounter{zadacha}0
|
||||
|
||||
\newcommand*{\nz}{%
|
||||
\par\medskip\refstepcounter{zadacha}
|
||||
\textbf{\thezadacha.} }
|
||||
|
||||
\let\C\relax
|
||||
\newcommand*{\C}{\ensuremath{\mathbb C}\xspace}
|
||||
\newcommand*{\R}{\ensuremath{\mathbb R}\xspace}
|
||||
|
||||
\let\Re\relax
|
||||
\let\Im\relax
|
||||
\DeclareMathOperator{\Re}{Re}
|
||||
\DeclareMathOperator{\Im}{Im}
|
||||
|
||||
|
||||
\begin{document}
|
||||
|
||||
\begin{center}\large\sc
|
||||
Теория функций комплексного переменного -- 2025\\ листок 4
|
||||
\end{center}
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Вычислите интеграл $\displaystyle{\int_{\gamma}(z-a)^n dz}$
|
||||
по контуру $\gamma (t)=a+re^{it}$, \\$0\leq t<2\pi$, $r>0$, $n\in \mathbb{Z}$.
|
||||
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Вычислите интеграл $\displaystyle{\int_{\gamma}
|
||||
z^n dz}$, где $n\in \mathbb{Z}$, а $\gamma$ -- некоторый путь из $a$ в $b$.
|
||||
(Убедитесь, что при $n\neq -1$ интеграл
|
||||
не зависит от выбора пути, а при $n=-1$ зависит, и опишите как.)
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Вычислите интеграл $\displaystyle{\oint_{|z|=1}
|
||||
\frac{dz}{z^2 +\frac{1}{4}}}$
|
||||
по единичной окружности.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Вычислите интеграл
|
||||
$\displaystyle{\oint_{\gamma}\frac{2z^2+5z+8}{z(z+1)^2}}\, dz$, где контур
|
||||
$\gamma$ -- окружность $|z|=3$.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Найдите все возможные значения интеграла $\displaystyle{
|
||||
\int_{C} \frac{dz}{z(z^2-1)}}$ при различных выборах контура $C$
|
||||
($C$ -- замкнутый контур без самопересечений, не проходящий ни через
|
||||
одну из точек $0,1,-1$).
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Покажите, что если путь $\gamma$, соединяющий точки 0 и 1, не проходит через
|
||||
точки $\pm i$, то
|
||||
$$
|
||||
\int_{\gamma}\frac{dz}{1+z^2} =\frac{\pi}{4}+k\pi,
|
||||
$$
|
||||
где $k$ -- целое число.
|
||||
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Вычислите интеграл $\displaystyle{\oint_{|z|=1}\cos (z^{-1})dz}$.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Приведите пример рациональной функции $f$ и замкнутого контура $\gamma$
|
||||
таких, что $\displaystyle{\oint_{\gamma}f(z)dz=1}$ и
|
||||
$\displaystyle{\oint_{\gamma}zf(z)dz =-1}$.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Вычислите интеграл $\displaystyle{\int_{\gamma}\bar z dz}$,
|
||||
где $\gamma$ -- окружность радиуса $R$ с центром в точке $a\in \C$,
|
||||
проходимая против часовой стрелки.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Вычислите интеграл $\displaystyle{\int_{\gamma}
|
||||
\frac{\bar z}{z}\, dz}$,
|
||||
где $\gamma$ -- окружность радиуса $R$ с центром в точке $a$
|
||||
($|a|\neq R$).
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Пусть $P(z)$ -- многочлен. Докажите, что
|
||||
$$\displaystyle{
|
||||
\frac{1}{2\pi i}\oint_{|z-a|=R}P(z)d\bar z =-R^2 P'(a)}.
|
||||
$$
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Пусть $\gamma$ -- гладкий замкнутый контур, а функция $f$ голоморфна в
|
||||
окрестности кривой $\gamma$. Докажите, что
|
||||
$\displaystyle{\oint_{\gamma}\overline{f(z)}f'(z)dz}$ -- чисто мнимое
|
||||
число.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Вычислите интегралы
|
||||
|
||||
(а) $\displaystyle{\int \!\!\! \int_{\C}
|
||||
e^{-\alpha |z|^2}\, dx \, dy}$,
|
||||
|
||||
(б) $\displaystyle{\int \!\!\! \int_{\C}
|
||||
e^{-\alpha |z|^2 +az+\bar a \bar z}\, dx \, dy}$.
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
\vspace{1cm}
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
Направление обхода контуров в контурных интегралах предполагается положительным
|
||||
(против часовой стрелки).
|
||||
|
||||
|
||||
\end{document}
|
||||
99
ForStudents/листки Забродина/listok5.tex
Normal file
99
ForStudents/листки Забродина/listok5.tex
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,99 @@
|
|||
\documentclass[11pt,a4paper]{article}
|
||||
\usepackage[cp1251]{inputenc}
|
||||
\usepackage[russian]{babel}
|
||||
\usepackage{amssymb,amsfonts,amsmath}
|
||||
\usepackage{xspace}
|
||||
|
||||
\pagestyle{empty}
|
||||
|
||||
\newcounter{zadacha}
|
||||
\setcounter{zadacha}0
|
||||
|
||||
\newcommand*{\nz}{%
|
||||
\par\medskip\refstepcounter{zadacha}
|
||||
\textbf{\thezadacha.} }
|
||||
|
||||
\let\C\relax
|
||||
\newcommand*{\C}{\ensuremath{\mathbb C}\xspace}
|
||||
\newcommand*{\R}{\ensuremath{\mathbb R}\xspace}
|
||||
\newcommand*{\HH}{\ensuremath{\mathbb H}\xspace}
|
||||
\newcommand*{\UU}{\ensuremath{\mathbb U}\xspace}
|
||||
|
||||
\let\Re\relax
|
||||
\let\Im\relax
|
||||
\DeclareMathOperator{\Re}{Re}
|
||||
\DeclareMathOperator{\Im}{Im}
|
||||
|
||||
|
||||
\begin{document}
|
||||
|
||||
\begin{center}\large\sc
|
||||
Теория функций комплексного переменного -- 2026\\
|
||||
Листок 5
|
||||
\end{center}
|
||||
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Найдите конформное отображение полукруга $|z|<1$, ${\rm Im}\, z>0$
|
||||
на верхнюю полуплоскость.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Найдите конформное отображение полуполосы ${\rm Re}\, z>0$,
|
||||
$0< {\rm Im}\, z <1$ на верхнюю полуплоскость.
|
||||
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Найдите конформное отображение верхней полуплоскости с выброшенным отрезком
|
||||
от $0$ до $i$ на верхнюю полуплоскость.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Найдите конформное отображение внешности эллипса с полуосями
|
||||
$a$, $b$ ($a>b$)
|
||||
на внешность единичного круга.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Найдите конформное отображение области $D$, являющейся верхней
|
||||
полуплоскостью ${\rm Im}\, z>0$ с разрезом по дуге окружности
|
||||
$|z|=1$, $0\leq {\rm arg}\, z \leq \alpha$, где $0<\alpha <\pi$,
|
||||
на верхнюю полуплоскость.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Найдите конформное отображение области $D$, являющейся полуполосой
|
||||
${\rm Re}\, z>0$, $0<{\rm Im}\, z < \pi$ с разрезом по отрезку
|
||||
$[\frac{1}{2}\pi i, 1+\frac{1}{2}\pi i]$, на верхнюю полуплоскость.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Найдите конформное отображение $z(w)$ внешности единичного круга
|
||||
$\UU$ на расширенной комплексной плоскости
|
||||
$\hat \C$ (т.е. некомпактной области $\hat \C \setminus \UU$)
|
||||
на расширенную комплексную плоскость с разрезом по дуге
|
||||
$\gamma$
|
||||
единичной окружности с углом раствора
|
||||
$2\alpha$,
|
||||
$$\gamma = \bigl \{z\in \C \bigl | \, |z|=1,
|
||||
2\pi \! -\! \alpha \! < \! \mbox{arg}\, z \! < \! \alpha \bigr \}
|
||||
\quad (0 < \alpha <\pi ),
|
||||
$$
|
||||
(т.е. на область $\hat \C \setminus \gamma$),
|
||||
такое, что $z(\infty )=\infty$ и $z'(\infty )\in \R_{+}$.
|
||||
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Пусть $\Gamma$ -- гладкая кривая $\Gamma : [0, +\infty )\to \HH$ в верхней полуплоскости
|
||||
$\HH$, начинающаяся в точке $\Gamma (0)\in \R$ вещественной оси, и пусть $\Gamma_t$ --
|
||||
часть кривой $\Gamma_t:=\Gamma ([0,t])$. Через $g(z,t)$ обозначим функцию, осуществляющую
|
||||
конформное отображение области $\HH \setminus \Gamma_t$ на $\HH$, нормированную условием
|
||||
$g(z, t)=z+u(t)z^{-1}+O(z^{-2})$, $z\to \infty$, $t>0$. Докажите, что существует
|
||||
непрерывная вещественнозначная функция $\xi (t)$, такая, что функция $g(z, t)$ удовлетворяет
|
||||
дифференциальному уравнению
|
||||
$$
|
||||
\frac{\partial g(z, t)}{\partial t} = \frac{1}{g(z, t) -\xi (t)} \,
|
||||
\frac{\partial u}{\partial t}, \qquad g(z, 0)=z.
|
||||
$$
|
||||
Это уравнение называется (хордовым) уравнением Левнера и
|
||||
играет важную роль в теории
|
||||
конформных отображений.
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
\end{document}
|
||||
134
ForStudents/листки Забродина/listok6.tex
Normal file
134
ForStudents/листки Забродина/listok6.tex
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,134 @@
|
|||
\documentclass[11pt,a4paper]{article}
|
||||
\usepackage[cp1251]{inputenc}
|
||||
\usepackage[russian]{babel}
|
||||
\usepackage{amssymb,amsfonts,amsmath}
|
||||
\usepackage{xspace}
|
||||
|
||||
\pagestyle{empty}
|
||||
|
||||
\newcounter{zadacha}
|
||||
\setcounter{zadacha}0
|
||||
|
||||
\newcommand*{\nz}{%
|
||||
\par\medskip\refstepcounter{zadacha}
|
||||
\textbf{\thezadacha.} }
|
||||
|
||||
\let\C\relax
|
||||
\newcommand*{\C}{\ensuremath{\mathbb C}\xspace}
|
||||
\newcommand*{\R}{\ensuremath{\mathbb R}\xspace}
|
||||
|
||||
\let\Re\relax
|
||||
\let\Im\relax
|
||||
\DeclareMathOperator{\Re}{Re}
|
||||
\DeclareMathOperator{\Im}{Im}
|
||||
|
||||
|
||||
\begin{document}
|
||||
|
||||
\begin{center}\large\sc
|
||||
Теория функций комплексного переменного - 2025\\ листок 6
|
||||
\end{center}
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Разложите в ряд Тейлора следующие функции
|
||||
и найдите области сходимости рядов:
|
||||
|
||||
(а) $f(z)=\displaystyle{\frac{z}{1-z-z^2}}\,\,$ в точке $z=0$,
|
||||
|
||||
(б) $f(z)=\displaystyle{\frac{z}{z^2-2z+5}}\,\,$ в точке $z=1$,
|
||||
|
||||
(в) $f(z)=\displaystyle{\frac{z}{(1-z)^2}}\,\,$ в точке $z=0$
|
||||
({\small эта функция называется {\it функцией} $\phantom{aaaaaa}$ {\it Кёбе}. На что она
|
||||
отображает единичный диск?}),
|
||||
|
||||
(г) $f(z)=\displaystyle{\sin ^2 z}\,\,$ в точке $z=0$,
|
||||
|
||||
(д) $f(z)=\displaystyle{\frac{e^z-z-1}{z^2}}\,\,$ в точке $z=0$,
|
||||
|
||||
(е) $f(z)=\displaystyle{\int_0^z \frac{e^t -1}{t}\, dt}\,\,$ в точке $z=0$.
|
||||
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Пусть голоморфная в некотором круге с центром в нуле функция $f(z)$ удовлетворяет уравнению
|
||||
$f(z)=z+f(z^2)$. Найдите разложение $f(z)$ в ряд и область сходимости ряда.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Найдите $f'''(0)$, где $f(z)=e^{\sin z}$.
|
||||
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Найдите радиусы сходимости рядов:
|
||||
|
||||
(а) $\displaystyle{\sum_{n=0}^{\infty}
|
||||
\frac{n}{2^n}\, z^n},\,\, $
|
||||
(б) $ \displaystyle{\sum_{n=0}^{\infty}\frac{n!}{n^n}\, z^n},\,\, $
|
||||
(в) $ \displaystyle{\sum_{n=0}^{\infty}z^{n!},}\,\,$
|
||||
(г) $\displaystyle{\sum_{n=0}^{\infty}\cos (in) \, z^{n}, \,\, }$\\
|
||||
$\phantom{aaa}$ (д) $\displaystyle{\sum_{n=0}^{\infty} (3+(-1)^n)^n z^n }$.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Найдите суммы рядов $\displaystyle{\sum_{n=1}^{\infty}z^n/n}$,
|
||||
$\displaystyle{\sum_{n=1}^{\infty}n^2z^n}$.
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Докажите, что в разложении
|
||||
$\displaystyle{
|
||||
\frac{z}{e^z-1}=\sum_{n=0}^{\infty}\frac{B_n}{n!}\, z^n}
|
||||
$
|
||||
все коэффициенты $B_n$ (числа Бернулли) с нечетными номерами равны $0$ кроме $B_1$
|
||||
и найдите радиус сходимости ряда.
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Для любого $a\in \C$ положим $(a)_n =a(a+1)(a+2)\ldots (a+n-1)$ (символ
|
||||
Похгаммера).
|
||||
|
||||
(a) Определите радиус сходимости ряда
|
||||
$$
|
||||
F(a,b;c;z)= 1+\sum_{n=1}^{\infty}\frac{(a)_n (b)_n}{n! (c)_n} \, z^n.
|
||||
$$
|
||||
|
||||
(б) Докажите, что функция $F=F(a,b;c;z)$, задаваемая этим рядом,
|
||||
удовлетворяет дифференциалному уравнению
|
||||
$$
|
||||
z(1-z)\frac{d^2 F}{d z^2}+[c-(a+b+1)z]\frac{d F}{d z}-ab F=0.
|
||||
$$
|
||||
{\small Функция $F(a,b;c;z)$ называется {\it гипергеометрической
|
||||
функцией}}.
|
||||
|
||||
(в) Найдите второе решение гипергеометрического дифференциального уравнения в
|
||||
предположении, что оно имеет вид $z^{\alpha}f(z)$, где $\alpha$ -- константа,
|
||||
а $f(z)$ голоморфна в 0.
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Найдите все особые точки и определите их характер
|
||||
у следующих функций:
|
||||
(а) $\displaystyle{\frac{1}{1-\sin z}}\,\,$,
|
||||
(б) $\displaystyle{\frac{z}{\sin (z^3)}}\,\,$,
|
||||
(в) $\displaystyle{\ctg (1/z)}\,\,$,
|
||||
(г) $\displaystyle{\frac{1}{e^{z^2}+1}}\,\,$,\\
|
||||
(д) $\displaystyle{\frac{1}{e^{z}-1}-\frac{1}{z}}\,\,$,
|
||||
(е) $\displaystyle{\frac{z^3}{\sin ^2 \frac{\pi}{z+1}}}\,$.
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
%\nz
|
||||
%Пусть функция $f$ голоморфна в проколотой
|
||||
%окрестности точки $a$ и ${\rm Im}\, f(z)>0$ всюду в этой окрестности.
|
||||
%Какого типа особенность может быть в точке $a$?
|
||||
|
||||
\end{document}
|
||||
129
ForStudents/листки Забродина/listok7.tex
Normal file
129
ForStudents/листки Забродина/listok7.tex
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,129 @@
|
|||
\documentclass[11pt,a4paper]{article}
|
||||
\usepackage[cp1251]{inputenc}
|
||||
\usepackage[russian]{babel}
|
||||
\usepackage{amssymb,amsfonts,amsmath}
|
||||
\usepackage{xspace}
|
||||
|
||||
\pagestyle{empty}
|
||||
|
||||
\newcounter{zadacha}
|
||||
\setcounter{zadacha}0
|
||||
|
||||
\newcommand*{\nz}{%
|
||||
\par\medskip\refstepcounter{zadacha}
|
||||
\textbf{\thezadacha.} }
|
||||
|
||||
\let\C\relax
|
||||
%\newcommand*{\C}{\ensuremath{\mathbb C}\xspace}
|
||||
%\newcommand*{\R}{\ensuremath{\mathbb R}\xspace}
|
||||
|
||||
\newcommand*{\C}{\ensuremath{\mathbb C}\xspace}
|
||||
\newcommand*{\R}{\ensuremath{\mathbb R}\xspace}
|
||||
\newcommand*{\HH}{\ensuremath{\mathbb H}\xspace}
|
||||
|
||||
\let\Re\relax
|
||||
\let\Im\relax
|
||||
\DeclareMathOperator{\Re}{Re}
|
||||
\DeclareMathOperator{\Im}{Im}
|
||||
|
||||
|
||||
\begin{document}
|
||||
|
||||
\begin{center}\large\sc
|
||||
Теория функций комплексного переменного - 2026\\ листок 7
|
||||
\end{center}
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
С помощью интегральной формулы Коши вычислите интегралы
|
||||
(а) $\displaystyle{\int_{|z|=2}\frac{e^z dz}{z^2-1}}$,
|
||||
(б) $\displaystyle{\int_{|z-a|=a}\frac{zdz}{z^4-1}}$, $a>1$,
|
||||
(в) $\displaystyle{\int_{|z-1|=1}\frac{ze^zdz}{(z-1)^3}}$.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Пусть $f(z)$ -- голоморфная функция в верхней полуплоскости, непрерывно продолжаемая
|
||||
на вещественную ось, причем $\lim\limits_{|z|\to \infty} f(z)=0$.
|
||||
Докажите интегральную формулу Шварца
|
||||
$$
|
||||
f(z)=\frac{1}{\pi}\int_{-\infty}^{\infty} \frac{{\rm Im} f(x)}{x-z}\, dx.
|
||||
$$
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Пусть $f(z)$ -- голоморфная функция в единичном круге, непрерывно продолжаемая
|
||||
на его границу. Докажите интегральную формулу Пуанкаре
|
||||
$$
|
||||
f(z)=\frac{1}{2\pi}\int_{0}^{2\pi} \!{\rm Re} f(e^{i\theta})
|
||||
\frac{e^{i\theta}+z}{e^{i\theta}-z}\, d\theta +i{\rm Im} f(0).
|
||||
$$
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Найдите вычеты дифференциальных форм в их особых точках:\\
|
||||
а) $\displaystyle{\frac{z dz}{z^2+1}}$,
|
||||
б) $\displaystyle{\frac{e^z dz}{(z-1)^2}}$,
|
||||
в) $\displaystyle{\frac{z^{}dz}{\sin ^2 z}}$,
|
||||
г) $\displaystyle{\frac{z^{2n}dz}{(z-1)^n}}$,
|
||||
д) $\displaystyle{\frac{e^{1/z}dz}{1-z}}$,
|
||||
е) $\sin z \, \sin (1/z) \, dz$,\\
|
||||
ж) $\displaystyle{\frac{\sin 3z - 3\sin z}{\sin z \, (\sin z -z)}\, dz}$ в точке
|
||||
$z=0$,
|
||||
з) $\displaystyle{z^2 \sin \frac{1}{z+1} \, dz}$,
|
||||
и) $\displaystyle{\frac{dz}{z(e^{2z}-1)}}$ в точке
|
||||
$z=0$,
|
||||
к) $\displaystyle{e^{z/(1-z)}dz}$.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Докажите, что для четной функции $f(z)$ имеет место равенство
|
||||
$$\mbox{res}_{z=a}f(z)dz =-\mbox{res}_{z=-a}f(z)dz$$ а для нечетной
|
||||
$$\mbox{res}_{z=a}f(z)dz =\mbox{res}_{z=-a}f(z)dz$$
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Вычислите интегралы:
|
||||
а) $\displaystyle{\oint_{|z|=4}\frac{z^4 dz}{e^z +1}}$,
|
||||
б) $\displaystyle{\oint_{|z|=1}\frac{e^z dz}{(2z+1)^2 (z+2)}}$, \\
|
||||
в) $\displaystyle{\oint_{|z|=1}(z+1)e^{1/z}dz}$,
|
||||
г) $\displaystyle{\oint_{|z|=1}\frac{z^3 dz}{2z^4+1}}$,
|
||||
д) $\displaystyle{\oint_{|z|=3}\frac{z^3-1}{z-1}\left (e^{\frac{1}{z}}+
|
||||
e^{\frac{1}{z-1}}+e^{\frac{1}{z-2}}\right )dz}$,
|
||||
е) $\displaystyle{\oint_{|z|=1}\frac{dz}{e^{2/z}-e^{1/z}}}$,
|
||||
ж) $\displaystyle{\oint_{|z|=3}\frac{dz}{(z-1)^2(1-\cos z)}}$,
|
||||
з) $\displaystyle{\oint_{|z|=1}\frac{z-(\log 2)^{-1}}{e^{1/z}-2}\, dz}$.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Пусть функция $f(z)$ регулярна в замыкании конечной области $D$,
|
||||
а точки $a_1, \ldots , a_n$ лежат в $D$ и попарно различны. Обозначим
|
||||
$P(z)=(z-a_1)\ldots (z-a_n)$ и
|
||||
$$
|
||||
\Phi (z)=-\frac{P(z)}{2\pi i}\oint_{\partial D} \frac{f(\xi )}{P(\xi )}
|
||||
\, \frac{d\xi}{\xi -z}, \quad z\notin D.
|
||||
$$
|
||||
Докажите, что функция $\Phi (z)$ аналитически продолжается на всю
|
||||
плоскость и представляет собой многочлен степени $n-1$, причем
|
||||
$\Phi (a_k)=f(a_k)$, $k=1, \ldots , n$. (Многочлен $\Phi (z)$
|
||||
называется интерполяционным многочленом Лагранжа.)
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Пусть $p_1, \ldots , p_N$ -- $N$ различных комплексных чисел.
|
||||
Докажите тождество
|
||||
$$
|
||||
\sum_{i=1}^N \prod_{j\neq i}^N \frac{p_i+p_j}{p_i-p_j}=
|
||||
\frac{1}{2}\Bigl (1-(-1)^N\Bigr ).
|
||||
$$
|
||||
{\it Указание: воспользуйтесь тем, что
|
||||
сумма вычетов рациональной функции, включая вычет
|
||||
в $\infty$, равна 0.}
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Пусть $w_1, \ldots , w_N$ -- $N$ различных комплексных чисел.
|
||||
Найдите сумму
|
||||
$$
|
||||
S=\sum_{i=1}^N \prod_{j\neq i}^N \frac{1-w_iw_j}{w_i-w_j}.
|
||||
$$
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
\end{document}
|
||||
84
ForStudents/листки Забродина/listok8.tex
Normal file
84
ForStudents/листки Забродина/listok8.tex
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,84 @@
|
|||
\documentclass[11pt,a4paper]{article}
|
||||
\usepackage[cp1251]{inputenc}
|
||||
\usepackage[russian]{babel}
|
||||
\usepackage{amssymb,amsfonts,amsmath}
|
||||
\usepackage{xspace}
|
||||
|
||||
\pagestyle{empty}
|
||||
|
||||
\newcounter{zadacha}
|
||||
\setcounter{zadacha}0
|
||||
|
||||
\newcommand*{\nz}{%
|
||||
\par\medskip\refstepcounter{zadacha}
|
||||
\textbf{\thezadacha.} }
|
||||
|
||||
\let\C\relax
|
||||
\newcommand*{\C}{\ensuremath{\mathbb C}\xspace}
|
||||
\newcommand*{\R}{\ensuremath{\mathbb R}\xspace}
|
||||
|
||||
\let\Re\relax
|
||||
\let\Im\relax
|
||||
\DeclareMathOperator{\Re}{Re}
|
||||
\DeclareMathOperator{\Im}{Im}
|
||||
|
||||
|
||||
\begin{document}
|
||||
|
||||
\begin{center}\large\sc
|
||||
Теория функций комплексного переменного -- 2025\\ листок 8
|
||||
\end{center}
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Вычислите интегралы Френеля
|
||||
$\displaystyle{
|
||||
\int_{0}^{\infty}\! \cos x^2 dx, \;\; \int_{0}^{\infty}\! \sin x^2 dx}
|
||||
$.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Вычислите интеграл
|
||||
$\displaystyle{\int_{0}^{\infty}\frac{\cos ax -\cos bx}{x^2}\, dx}$.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Вычислите интегралы
|
||||
а) $\displaystyle{\int_{0}^{\infty}\frac{\sin x}{x}\, dx}$,
|
||||
б) $\displaystyle{\int_{0}^{\infty}\frac{\sin x}{x}\,
|
||||
\frac{\sin (x/3)}{x/3}\, dx}$.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Вычислите интеграл
|
||||
$\displaystyle{\int_{0}^{\infty}\cos x\, \frac{\sin x}{x}\, dx}$.
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Вычислите определенные интегралы:
|
||||
а) $\displaystyle{\int_{0}^{2\pi}\!\!\frac{d\varphi}{a+b\cos \varphi}}$ ($a>b>0$),\\
|
||||
б) $\displaystyle{\int_{0}^{2\pi}\!\!
|
||||
e^{\cos \varphi}\cos (n\varphi -\sin \varphi )d\varphi}$,
|
||||
в) $\displaystyle{\int_{0}^{\infty}\frac{x^2+1}{x^4+1}\, dx}$,
|
||||
г) $\displaystyle{\int_{0}^{\infty}\frac{dx}{x^n+1}}$,\\
|
||||
д) $\displaystyle{\int_{0}^{\infty}\frac{\cos ax}{x^2+b^2}\, dx}$,
|
||||
е) $\displaystyle{\int_{0}^{\infty}\frac{x\sin ax}{x^2+b^2}\, dx}$,
|
||||
ж) $\displaystyle{\int_{0}^{\infty}\frac{\sin ax}{x(x^2+b^2)}\, dx}$,
|
||||
з) $\displaystyle{\int_{-\infty}^{\infty}\frac{e^{ax}dx}{1+e^x}}\;\;$ ($0<a<1$),\\
|
||||
и) $\displaystyle{\int_{-\infty}^{\infty}\frac{\cos kx\, dx}{\cosh x}}$.
|
||||
|
||||
\nz
|
||||
Вычислите определенные интегралы
|
||||
а) $\displaystyle{\int_{-\infty}^{\infty}\frac{\cos kx\, dx}{\cosh x +\cosh a}}\;\;
|
||||
(k, a>0)$,
|
||||
(б) $\displaystyle{\int_{0}^{\infty}e^{-\pi x}\, \frac{\sin ax}{\sinh \pi x}\, dx}$,
|
||||
(в) $\displaystyle{\int_{0}^{\infty}\frac{x-\sin x}{x^3}\, dx}$,
|
||||
г) $\displaystyle{\int_{-\infty}^{\infty}\frac{e^{ax}-e^{bx}}{1-e^x}\, dx}\;\;
|
||||
(0<a,b<1)$.
|
||||
(д) $\displaystyle{\int_{0}^{\infty}\frac{x^2 dx}{\cosh x}\,} $,
|
||||
(е) $\displaystyle{\int_{0}^{\infty}\frac{xdx}{\sinh x}}$,
|
||||
(ж) $\displaystyle{\int_{0}^{\infty}\frac{dx}{(x^2+\pi^2)\cosh x}\,} $.
|
||||
|
||||
\end{document}
|
||||
BIN
ForStudents/листки Забродина/listok9.pdf
Normal file
BIN
ForStudents/листки Забродина/listok9.pdf
Normal file
Binary file not shown.
0
ForStudents/листки Забродина/prob1.txt
Normal file
0
ForStudents/листки Забродина/prob1.txt
Normal file
68
README.md
Normal file
68
README.md
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,68 @@
|
|||
# ТФКП / Complex Analysis
|
||||
|
||||
Курс теории функций комплексного переменного, ВШЭ — совместный бакалавриат НИУ ВШЭ и ЦПМ, 2 курс 2025/26.
|
||||
Лектор: **В.А. Тиморин**. Страница курса: <https://sites.google.com/view/tfkp2026/>
|
||||
Видео лекций: <https://rutube.ru/plst/1381004> · Материалы (Яндекс.Диск): <https://disk.yandex.ru/d/NoC5VaqrjsNBXQ>
|
||||
|
||||
## Цель репы
|
||||
|
||||
Подготовка к пересдаче. Главная цель — уметь решать **абсолютно всё** из
|
||||
списка задач (`ForStudents/CA-prob.tex` / `problem-list.pdf`).
|
||||
Идём по темам снизу вверх по списку, закрываем по очереди. Параллельно читаем
|
||||
учебник.
|
||||
|
||||
**Основной учебник:** Львовский (фрагмент лежит локально в `ForStudents/Литература/`,
|
||||
не публикуется по соображениям копирайта). Дополнительно — любые другие из
|
||||
локальной библиотеки (Ahlfors, Conway, Needham *Visual Complex Analysis*,
|
||||
Stein–Shakarchi, Rudin, Lang, Gamelin…).
|
||||
|
||||
## Содержимое
|
||||
|
||||
- `problem-list.pdf` — итоговый список задач (25 стр., 182 задачи + теоретические вопросы).
|
||||
- `ForStudents/CA-prob.tex` — LaTeX-исходник задачника (читаемая кириллица, канон).
|
||||
- `ForStudents/CA-prob.pdf` — скомпилированный задачник.
|
||||
- `ForStudents/листки Забродина/` — исходные листочки А.В. Забродина (`listok1.tex`…`listok14.tex`),
|
||||
на которых основан задачник.
|
||||
- `ForStudents/лекция 13.03.2026.pdf` / `.pptx` — лекция.
|
||||
- `ForStudents/bd.png` — рисунок к условию.
|
||||
|
||||
Не в git (локально только): `ForStudents/Литература/` (копирайтные учебники),
|
||||
`ForStudents/текущая оценка.pdf` (оценки группы, приватно), `ForStudents.zip`
|
||||
(оригинальный архив).
|
||||
|
||||
## Темы (чеклист)
|
||||
|
||||
Задачи пронумерованы сквозной нумерацией 1–182 и сгруппированы по темам.
|
||||
Идти по порядку:
|
||||
|
||||
- [ ] 1. Комплексные числа
|
||||
- [ ] 2. Дробно-линейные преобразования
|
||||
- [ ] 3. Комплексная дифференцируемость
|
||||
- [ ] 4. Производная Шварца
|
||||
- [ ] 5. Геометрия комплексных функций
|
||||
- [ ] 6. Контурные интегралы
|
||||
- [ ] 7. Формула Коши, вычеты
|
||||
- [ ] 8. Изолированные особенности и ряды Лорана
|
||||
- [ ] 9. Аналитическое продолжение
|
||||
- [ ] 10. Вычисление интегралов
|
||||
- [ ] 11. Принцип аргумента
|
||||
- [ ] 12. Принцип максимума
|
||||
- [ ] 13. Гиперболическая метрика
|
||||
- [ ] 14. Принцип симметрии и принцип соответствия границ
|
||||
- [ ] 15. Тэта-функции
|
||||
- [ ] 16. Эллиптические функции
|
||||
|
||||
Отдельный отдел (не тема): «Теоретические вопросы к промежуточной контрольной и
|
||||
итоговому экзамену» — список утверждений для устного/письменного экзамена.
|
||||
|
||||
## Маркеры задач
|
||||
|
||||
- `◦` — разобрать на семинаре в каждой группе
|
||||
- `•` — возможно обсуждается на лекции
|
||||
- `*` — звёздочка, сложная; разбор откладывается, сдаётся преподу вне семинара
|
||||
(есть дедлайны по сдаче)
|
||||
- `(ДЗ)` — может быть в домашнем задании
|
||||
|
||||
## Оценка
|
||||
|
||||
Итог = 0.5×(тесты + ДЗ + работа на семинарах) + 0.2×промежуточная к/р + 0.3×экзамен.
|
||||
BIN
problem-list.pdf
Normal file
BIN
problem-list.pdf
Normal file
Binary file not shown.
Loading…
Reference in a new issue