14.2

Особые точки функции. Ряд Тейлора и Маклорена

[36/11%]
Показать
LaTeX
Задача 5387

Найти особые точки функции zz2+1\dfrac {z}{z^{2}+1}.

?
Задача 5388

Найти особые точки функции 1zz3\dfrac {1}{z-z^{3}}.

?
Задача 5389

Найти особые точки функции 1sinz\dfrac {1}{\sin z}.

?
Задача 5390

Найти особые точки функции 1ez11z\dfrac {1}{e^{z}-1}-\dfrac {1}{z}.

?
Задача 5391

Найти особые точки функции sin1z\sin \dfrac {1}{z}.

?
Задача 5392

Найти особые точки функции 1z2\sqrt{1-z^{2}}.

?
Задача 5393

Найти особые точки функции 1z3\sqrt{1-z^{3}}.

?
Задача 5394

Построить линии равного модуля и равного аргумента для функции w=e1zw = e^{\frac{1}{z}}.

?
Задача 5395

Показать, что при любом A0A \neq 0 уравнение e1/z=Ae^{1/z} = A в любой данной окрестности точки z=0z = 0 имеет бесконечное множество корней.

?
Задача 5396

Показать, что в той же области уравнение cos1z=A\cos \dfrac {1}{z} = A имеет бесконечное множество корней при любом значении AA.

?
Задача 5397

Изучить изменение argzan\arg \sqrt[n]{z-a}, если точка zz описывает простой замкнутый контур, обходящий точку z=az = a в положительном направлении.

?
Задача 5398

Изучить изменение функции 1z2\sqrt{1-z^{2}}, если точка zz описывает простой замкнутый контур одного из трех видов:

?
(а)

обходящий одну из точек z=±1z = \pm 1,

(б)

обходящий обе эти точки,

(в)

оставляющий эти точки вне контура.

Задача 5399

Найти в точке z=ez = -e значение функции w=zz=ezlnzw = z^{z} = e^{z\ln z}, если ln1=0\ln 1 = 0 и если ww изменяется непрерывным образом при движении zz в верхней полуплоскости или при движении в нижней полуплоскости.

?
Задача 5400

Найти при z=eφiz = e^{-\varphi i} значение той ветви функции zeφi\sqrt{z-e^{\varphi i}}, которая при z=0z = 0 имеет значение ieφ2iie^{\frac{\varphi }{2}i} и которая непрерывно продолжается при движении zz вдоль по радиусу из начала координат в точку z=eφiz = e^{-\varphi i}.

?
Задача 5401

В плоскости zz проведен разрез по линиям: y=0y = 0; x>1\left|x\right| > 1 и x2+y2=1x^{2}+y^{2} = 1; y>0y > 0; функция ln(1z2)\ln (1-z^{2}) равна нулю при z=0z = 0. Найти ее значение при z=3z = 3.

?
Задача 5402

Показать, что функция w=ln(z+z21)w = \ln (z+\sqrt{z^{2}-1}) однозначна в плоскости с разрезами по вещественной оси при <x<1-\infty < x < -1 и 1<x<1 < x < \infty. Найти значения ww при z=+iz = +i и z=iz = -i, исходя из условия, что на верхнем краю правого разреза ww положительна.

?
Задача 5403

Пользуясь разложением в ряд для 1cosz\dfrac {1}{\cos z} и zctgzz\ctg z, доказать равенство:

lntg(π4+z2)=n=0En(2n+1)!z2n+1;z<π2; \ln \tg \left(\frac{\pi }{4}+\frac{z}{2}\right) = \sum _{n=0}^{\infty } \frac{E_{n}}{(2n+1)!}z^{2n+1}; \quad \left|z\right| < \frac{\pi }{2};

EnE_{n} --- числа Эйлера (E0=1E_{0} = 1).

?
Задача 5404

Пользуясь разложением в ряд для 1cosz\dfrac {1}{\cos z} и zctgzz\ctg z, доказать равенство:

tgz=n=122n(22n1)Bn(2n)!z2n1;z<π2; \tg z = \sum _{n=1}^{\infty } \frac{2^{2n}(2^{2n}-1)B_{n}}{(2n)!}z^{2n-1}; \quad \left|z\right| < \frac{\pi }{2};

BnB_{n} --- числа Бернулли.

?
Задача 5405

Пользуясь разложением в ряд для 1cosz\dfrac {1}{\cos z} и zctgzz\ctg z, доказать равенство:

zsinz=1+n=1(22n2)Bn(2n)!z2n;z<π. \frac{z}{\sin z} = 1+\sum _{n=1}^{\infty } \frac{(2^{2n}-2)B_{n}}{(2n)!}z^{2n}; \quad \left|z\right| < \pi .
?
Задача 5406

Пользуясь разложением в ряд для 1cosz\dfrac {1}{\cos z} и zctgzz\ctg z, доказать равенство:

lnsinzz=n=122n1Bnn(2n)!z2n;z<π. \ln \frac{\sin z}{z} = -\sum _{n=1}^{\infty } \frac{2^{2n-1}B_{n}}{n(2n)!}z^{2n}; \quad \left|z\right| < \pi .
?
Задача 5407

Пользуясь разложением в ряд для 1cosz\dfrac {1}{\cos z} и zctgzz\ctg z, доказать равенство:

lncosz=n=122n1(22n1)Bnn(2n)!z2n;z<π2. \ln \cos z = -\sum _{n=1}^{\infty } \frac{2^{2n-1}(2^{2n}-1)B_{n}}{n\cdot (2n)!}z^{2n}; \quad \left|z\right| < \frac{\pi }{2}.
?
Задача 5408

Найти первые шесть коэффициентов в разложении функций и определить области сходимости этих рядов:

w1=zln(1+z);w2=zarctgz. w_{1} = \frac{z}{\ln (1+z)}; \quad w_{2} = \frac{z}{\arctg z}.
?
Задача 5409

Разложить в ряд по степеням zz ту ветвь функции z+i\sqrt{z+i}, значение которой при z=0z = 0 равно 1+i2\dfrac {1+i}{\sqrt{2}}.

?
Задача 5410

Найти круг сходимости для разложения по степеням zz для функций sinπz2sinπz\dfrac {\sin \pi z^{2}}{\sin \pi z} и cos2πz2cosπz\dfrac {\cos 2\pi z^{2}}{\cos \pi z}.

?
Задача 5411

Разложить функцию z(z24)(z21)\dfrac {z}{(z^{2}-4)(z^{2}-1)} в ряд Лорана при 1<z<21 < \left|z\right| < 2.

?
Задача 5412

Разложить функцию 1(z21)(z24)2\dfrac {1}{(z^{2}-1)(z^{2}-4)^{2}} в ряд Лорана при 1<z<21 < \left|z\right| < 2.

?
Задача 5413

Разложить функцию 1(z21)(z24)2\dfrac {1}{(z^{2}-1)(z^{2}-4)^{2}} в ряд Лорана при z>2\left|z\right| > 2 (то же, что и в предыдущей задаче, при другом условии на область).

?
Задача 5414

Разложить функцию ctgz\ctg z в ряд Лорана:

?
(а)

при z<π\left|z\right| < \pi;

(б)

при π<z<2π\pi < \left|z\right| < 2\pi.

Задача 5415

Разложить функцию 1z2lnziz+i\dfrac {1}{z-2}\ln \dfrac {z-i}{z+i} в ряд Лорана при 1<z<21 < \left|z\right| < 2, считая при z=2iz = 2i величину логарифма вещественной.

?
Задача 5416

Разложить функцию 1z2lnziz+i\dfrac {1}{z-2}\ln \dfrac {z-i}{z+i} в ряд Лорана при z>2\left|z\right| > 2 (то же, что и в предыдущей задаче, при другом условии на область, считая при z=2iz = 2i величину логарифма вещественной).

?
Задача 5417

Разложить функцию z5e1/zz^{5}e^{1/z} в ряд Лорана.

?
Задача 5418

Разложить функцию ez+1/ze^{z+1/z} в ряд Лорана.

?
Задача 5419

Доказать теорему: если ряд n=0anzn\sum_{n=0}^{\infty } a_{n}z^{n} имеет на краю круга сходимости лишь одну особую точку, а именно полюс порядка mm, то справедливо равенство: an=Anm1z0n(1+ε(n))a_{n} = \dfrac {An^{m-1}}{z_{0}^{n}}\left(1+\varepsilon (n)\right), где ε(n)0\varepsilon (n) \to 0 при nn \to \infty, AA --- постоянная, z0z_{0} --- полюс.

?
Задача 5420

Доказать теорему: если радиус сходимости степенного ряда anzn\sum a_{n}z^{n} равен единице, а особые точки на круге сходимости лишь полюсы, порядок которых не больше, чем mm, то коэффициенты ряда не превосходят Anm1An^{m-1}, где AA --- постоянная.

?
Задача 5421

Доказать теорему: если у ряда anzn\sum a_{n}z^{n} все an0a_{n} \geqslant 0, а радиус круга равен 11, то z=1z = 1 является особой точкой.

?
Примечание.
?

Доказательство от противного, основанное на разложении суммы ряда по степеням zaz-a, где 0<a<10 < a < 1.

Задача 5422

Доказать теорему: если радиус сходимости рядов anzn\sum a_{n}z^{n} и Re(an)zn\sum \mathrm{Re}\left(a_{n}\right)\cdot z^{n} равен 11 и все Re(an)0\mathrm{Re}\left(a_{n}\right) \geqslant 0, то точка z=1z = 1 --- особая точка для сумм этих рядов.

?