一道复变函数积分c2和c4是两个半圆圆

一道复变函数积分
c2和c4是两个半圆


sherey831219 1年前 已收到1个回答 举报

西行阿里 幼苗

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1.|f(R·e^(it))| = |e^(2iR·e^(it))|/|R·e^(it)|² = |e^(-2Rsin(t))·e^(2iRcos(t))|/R²
= e^(-2Rsin(t))/R² ≤ 1/R² (0 ≤ t ≤ π,故-2Rsin(t) ≤ 0).
因此|∫{0,π} f(R·e^(it)) d(R·e^(it))| ≤ R·∫{0,π} |f(R·e^(it))| dt ≤ R·∫{0,π} 1/R² dt = π/R.
于是lim{R → +∞} ∫{C2} f(z)dz = 0.
2.1/z²-f(z) = (1-e^z)/z².
e^z在原点幂级数展开为1+z+z²/2+z³/6+...
因此(1-e^z)/z²在原点Laurent展开为-1/z-1/2-z/6-...
考虑函数g(z) = 1/z²-f(z)+1/z,则g(z)在原点的邻域上解析,故有界.
即存在M > 0,使得当r充分小时,对z = r·e^(i(π-t)),有|g(z)| < M.
因此|∫{C2} g(z)dz| ≤ πr·M → 0 (当r → 0+).
于是lim{r → 0+} ∫{C2} (1-e^z)/z² dz = lim{r → 0+} ∫{C2} (1-e^z)/z²-g(z) dz
= -lim{r → 0+} ∫{C2} 1/z dz.
∫{C2} 1/z dz = ∫{0,π} 1/(r·e^(i(π-t))) d(r·e^(i(π-t)))
= -i·∫{0,π} e^(i(π-t))/(e^(i(π-t))) dt
= -πi.
因此lim{r → 0+} ∫{C2} (1-e^z)/z² dz = πi.

1年前 追问

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sherey831219 举报

非常感谢!!!
1为什么用模的方式?之前没见过这种方法
2第一行到第二行,e^(2iRcos(t))怎么消掉的?
3第二问第一行应该是1/z²-f(z) = (1-e^2iz)/z²吧

举报 西行阿里

1. 取模应该是比较常见的吧, 许多类似的积分极限都是这么做的.
因为对复数没有与运算相容的序关系, 所以放缩都要对实数来进行.
取模再放缩是最直接的, 我反而不太想得起来有什么其它方法.
2. a = 2Rcos(t)是实数, 所以e^(ia)在单位圆周上, |e^(ia)| = 1.
3. 不好意思, 第二问我把指数上的2i给忘了, 当然方法一样适用.
1/z²-f(z) = (1-e^(2iz))/z² = -2i/z+2+...
取g(z) = 1/z²-f(z)+2i/z, 则g(z)在原点某邻域解析.
可得lim{r → 0+} ∫{C2} g(z)dz = 0.
于是lim{r → 0+} ∫{C2} 1/z²-f(z) dz = lim{r → 0+} ∫{C2} 1/z²-f(z)-g(z) dz
= -2i·lim{r → 0+} ∫{C2} 1/z dz.
已经算得∫{C2} 1/z dz = -πi.
代入得lim{r → 0+} ∫{C2} 1/z²-f(z) dz = -2π.
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