题目
4.[单选题]函数f(z)=(1)/(z(z-1))在圆环1A. (1)/(z)sum_(n=0)^inftyz^nB. -(1)/(z)sum_(0=n)^inftyz^nC. (1)/(z^2)sum_(n=0)^infty((1)/(z))^nD. -(1)/(z^2)sum_(0=n)^infty((1)/(z))^n
4.[单选题]函数$f(z)=\frac{1}{z(z-1)}$在圆环1<|z|<∞内展开成洛朗级数( )
A. $\frac{1}{z}\sum_{n=0}^{\infty}z^{n}$
B. $-\frac{1}{z}\sum_{0=n}^{\infty}z^{n}$
C. $\frac{1}{z^{2}}\sum_{n=0}^{\infty}(\frac{1}{z})^{n}$
D. $-\frac{1}{z^{2}}\sum_{0=n}^{\infty}(\frac{1}{z})^{n}$
题目解答
答案
C. $\frac{1}{z^{2}}\sum_{n=0}^{\infty}(\frac{1}{z})^{n}$
解析
本题考查函数在指定圆环域内展开成洛朗级数的知识。解题思路是先对给定函数进行变形,使其能利用已知的幂级数展开公式,再根据幂级数展开公式进行展开。
已知函数$f(z)=\frac{1}{z(z - 1)}$,要在圆环$1\lt|z|\lt\infty$内展开成洛朗级数。
- 步骤一:对函数进行变形
将$f(z)=\frac{1}{z(z - 1)}$变形为$f(z)=\frac{1}{z^2(1-\frac{1}{z})}$。 - 步骤二:利用幂级数展开公式
对于$\frac{1}{1 - w}$,当$|w|\lt1$时,其幂级数展开式为$\sum_{n = 0}^{\infty}w^n$。
在本题中,$w = \frac{1}{z}$,由于$1\lt|z|\lt\infty$,那么$|\frac{1}{z}|\lt1$,所以$\frac{1}{1-\frac{1}{z}}=\sum_{n = 0}^{\infty}(\frac{1}{z})^n$。 - 步骤三:得到洛朗级数
将$\frac{1}{1-\frac{1}{z}}=\sum_{n = 0}^{\infty}(\frac{1}{z})^n$代入$f(z)=\frac{1}{z^2(1-\frac{1}{z})}$中,可得$f(z)=\frac{1}{z^2}\sum_{n = 0}^{\infty}(\frac{1}{z})^n$。