2007数学物理方法a卷答案及评分标准

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1、南昌大学2006~2007学年第二学期期末考试试卷试卷编号:6029(A)卷答案及评分标准课程编号:H55020190 课程名称:数学物理方法考试形式:闭卷适用班级05物理、应物与光信息姓名:学号:班级:学院:专业:考试日期:题号一二三四五六七八九十总分累分人签名题分42 50 8 100 得分考生注意事项:1、本试卷共 6 页,请查看试卷中是否有缺页或破损。如有立即举手报告以便更换。2、考试结束后,考生不得将试卷、答题纸和草稿纸带出考场。一、填空题(每小题3 分,共42 分)得分评阅人3pi / 21.复数z=-i的指数式

2、为e。832.ò-9xd(x +3)dx =-27。3.复数z=(1 +i )/(1 -i )可简化为i 。2222224.拉普拉斯方程Du=0在直角坐标系中的表达式为¶u / ¶x +¶u / ¶y +¶u / ¶z=0 。5.f(z)=u (x ,y )+iv (x ,y )可导,必满足柯西-黎曼条件,这个条件的数学表达式为¶u/ ¶x =¶v / ¶y ¶u/ ¶y =-¶v / ¶x 。、16.在z <1的圆内,函数f(z )=的泰勒级数展开为______________z +121-z+z-L。17.已知n¹1,l

3、为任一回路,则òl ndz=0。(z-a)28.拉普拉斯变换L[t +1 ]=1 / p +1 / p (Re p >0 )。第1页共6页9.数学物理方程定解问题的适定性是指解是存在的、唯一的和稳定的。10.一根两端(左端为坐标原点而右端x=l )固定的弦,用手在离弦左端四分之一处把弦朝横向拨开距离h,然后放手任其振动。横向位移u (x ,t )的初始条件为u (x ,0 )=4 hx / l ,(0 £x £l / 4 )和u (x ,0 )=4 h (l -x )/ 3 l ,(l / 4 £x £l ); u (x ,

4、0 )=0 。t11.偏微分方程u +3u +2 u -2 u +6 u +xy-1 =0 的类型为椭圆型。xx xy yy x y 2212.若解析函数f (z)的实部为x-y ,则其虚部为B),其中C为常数。A)-2 xy+CB)2 xy+CC)-2 x+2 y +CD)-2 x-2 y +Cz-2i13.复变函数f(z )=有D)。53z+4zA)两个单极点和一个三阶极点B)一个单极点,一个可去极点和一个三阶极点C)两个单极点和一个二阶极点D)一个单极点和一个三阶极点14.判断下面的说法是否正确,正确的在题后的“()”

5、中打√,错误的打×。(1)若函数f (z)在z点解析,则函数f (z)在z点可导,反之亦然。(×)(2)u-2yu+6xu+uu=0是二阶齐线性偏微分方程。(×)xy x y x y (3)在洛朗展开中,虽然洛朗级数中存在z-z的负幂项,但展开中心z不一定是被展00开函数的奇点。(√)二、求解题(每小题10 分,共50 分)得分评阅人说明:(1)需给出必要的文字说明和演算过程。(2)本题第5、6、7小题按专业只做其中一题,注意:a.物理学与应用物理学专业考生只能在第5、6题中任选一题完成;b.光信息专业考生则必须完成第7题。

6、第2页共6页dz1.用留数定理计算积分ò2。(z-1 )(z-2 )

7、 z 

8、 =31 解:被积函数f (z)=在积分围线内有两个极点:单极点z =1,两阶极2(z-1 )(z-2 )点z =2。---(2分)留数分别为Resf (1 )=lim (z-1 )f (z)=1 ---(3分)z ®1和1 d [2]d é1 ùResf (2 )=lim (z-2 )f (z)=lim =-1 ---(3分)z ®2(2 -1 )!dzz ®2dzêz-1 úëû根据留数定理得dz=2 pi (Resf (1 )+Resf (2

9、 ))=0 ---(2分)ò2(z-1 )(z-2 )

10、 z 

11、 =32dydy2.解常微分方程初值问题-2-3y=1, y(0)=y'(0)=0。注:可使用拉普拉斯2dt dt 变换,或其它任何方法。解:拉普拉斯变换得2py (p )-2 p y (p )-3 y (p )=1 / p ---(3分)所以1 1 1 1 1 1 1 y(p )===+----(4分)2p (p -2 p -3 )p (p -3 )(p +1 )12 p -3 4 p +1 3 p 逆变换得13t 1-t 1y (t)=e +e ----(3

12、分)1243第3页共6页3.设X(x )满足方程X¢¢+lX=0和边界条件X (0 ) =X ( l ) =0 ,其中l可为任意实数,试根据l的可能取值求解方程,并根据边界条件确定本征值l。解:可分为三种情况讨论:-lx --lx 1)l<0,微分方程解为X(x )=Ce +Ce ,由X 

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