Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

34_all

.pdf
Скачиваний:
7
Добавлен:
03.06.2015
Размер:
391.56 Кб
Скачать

Особые точки однозначного характера

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2003/2004

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

34

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1f

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

2

 

 

2

 

1 cos2

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

cos

 

z sin

 

 

 

π 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f (z)=

 

 

 

2

 

 

 

 

z +1

e

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найти все особые точки функции

 

 

 

 

 

 

 

2 ,

определить их тип. Ответ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(sin z 1)2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

обосновать.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Шабунин, Сидоров стр. 64 – 70 (примеры 9 - 13 стр. 68 – 72), Половинкин стр. 85 – 95 (примеры 1 - 4 стр. 91 – 93)

 

 

 

 

 

 

 

c f (z)=

ϕ(z)

, где функция ψ(z)

регулярна при всех

z . Поэтому особые точки функции

 

 

f (z)

определяютя особыми

 

 

 

 

 

ψ(z)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

точками функции ϕ(z) и нулями знаменателя ψ(z).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кандидаты в особые точки:

z = π

- нуль знаменателя аргумента экспоненты,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z = −1 - нуль знаменателя аргумента синуса в числителе,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z = π

+ 2πk, k 1, ± 2,K - нули знаменателя,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Покажем, что точка z = π

z = ∞ .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

является устранимой особой точкой1 для функции

f (z): проведем замену t = z

. Тогда

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

+ o(t 5 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t 2 sin 2 t

sin

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t 4 sin

 

 

 

 

+ o(1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

+1

 

 

 

 

 

t +o(t )

2

 

 

 

 

 

 

 

t +

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f (t)=

 

 

 

 

 

2

 

 

e

 

t 2

=

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(cos t 1)

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

2

 

 

+ o(t

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

 

 

)1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

2

 

 

+ o(t

5

)

t

 

sin

 

 

 

+ o(1)

 

 

π + 2

 

 

 

 

 

 

 

 

e(1+o(t ))2

 

 

 

 

t 4

+ o(t 5 )

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

sin

 

 

 

+ o(1)

+ o(t)

2

 

π + 2

 

=

 

 

 

e1+o(t ) 4e sin

.

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

+ o(t)

 

t0

π + 2

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

Следовательно,

 

z = π

- УОТ

для f (z).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

существенно особой2 для функции ϕ(z):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3Покажем, что точка

z = −1 является

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

= sin(2πl)=0, т.е. lim f (z

 

)= 0 ;

пусть z

 

= −1 +

 

 

, тогда lim z

 

= −1, а lim sin

 

 

 

 

= sin

 

 

 

 

 

 

 

l

 

 

2πl

 

 

l→∞

l

l→∞

 

z

 

+1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l→∞

 

l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2πl

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

π

 

пусть теперь z

 

 

= −1 +

 

 

 

 

, тогда lim z

 

= −1, а

lim sin

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= sin

 

 

 

 

 

 

 

 

= sin

+ 2πm =1,

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

+

1

 

π

 

1

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

m→∞

m

 

 

 

 

 

 

m→∞

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

+ 2πm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

2

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2πm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

o

1

Определение. Изолированная особая точка a

 

 

 

функции

f : B ρ (a)→ C называется устранимой особой точкой, если

C

существует конечный предел lim f (z) C .

 

 

za

 

 

 

 

 

 

 

o

2

Определение. Изолированная особая точка a

 

функции

f : B ρ (a)→ C называется существенно особой точкой, если

C

не существует конечного или бесконечного предела lim f (z).

za

Особые точки однозначного характера

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

π

 

2

 

 

π

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

cos

cos(1)

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1) sin

+ 2πm

 

 

1

 

 

 

 

 

т.е. lim f (zm )=

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

 

 

0.

 

 

 

 

 

 

(sin(1)1)2

 

 

 

 

 

 

m→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Следовательно,

 

для

f (z).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z = −1 - СОТ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e Рассмотрим точки

z = π

+ 2πk, k 1, ± 2,K , в которых

нули знаменателя совпадают с нулями числителя функции

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

f (z).

Произведем

 

замену:

 

 

t = z

2πk .

Тогда

f (t)=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(t + 2πk )

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

sin

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos

 

t +

 

+

2πk

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos t +

 

+2πk

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t +

 

+ 2πk +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

t +2πk

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin t +

 

 

+ 2πk

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(t + 2πk )2 sin 2 (t + 2πk ) cos

 

 

 

 

 

 

 

+ o(1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2πk +

+1

 

 

sin (t +2πk )

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t +2πk

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(cos(t + 2πk )1)2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

+ o(t 3 )

 

(t + 2πk )2 sin 2 (t)

cos

 

 

 

 

 

+ o(1)

 

 

 

 

 

 

 

 

(2πk )2 t 2 cos

 

 

 

 

 

+ o(1)

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2πk +

+1

 

 

 

 

 

sin (t )

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2πk +

 

+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

e

t +2πk

=

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(cos(t)1)

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ o(t

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t +o(t

2

)

2

 

 

 

 

2πk +o(1)

e

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

+ o(t 3 )

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

(2πk )2 t 2 cos

 

 

+ o(1)

(2πk )2 cos

 

 

 

 

 

+ o(1)

+ o(t)

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

2πk +

+1

 

 

 

 

 

 

 

2πk

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e(o(1))2 = =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

eo(1)

→∞ - полюсы3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t 4

+ o(t 5 )

 

 

 

 

 

 

 

t 2

 

+ o(t 3 )

 

 

 

t0

2-го порядка.

 

4

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Точки

z =

π

+ 2πk, k = ±1, ± 2,... - полюсы 2-го порядка

для функции

f (z).

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f

 

 

 

 

 

(НОТ)4,

т.к. в любой

 

ее

 

окрестности

есть

полюсы 2-го порядка

z = ∞

-

неизолированная

особая

точка

 

 

z =

 

π + 2πk, k 1, ± 2,K (точка накопления

полюсов).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

o

3 Определение. Изолированная особая точка a C функции f : B ρ (a)→ C называется полюсом, если существует предел

lim f (z)= ∞.

za

o

4 Определение. Пусть функция f определена и регулярна в проколотой окрестности точки a C , т.е. на множестве B ρ (a),

ρ > 0 . Тогда точку a называют изолированной особой точкой (однозначного характера) функции f .

Разложение в ряд Лорана

 

 

 

1

 

2003/2004

34

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2f Разложить в ряд Лорана по степеням (z + 2 + 2i) функцию

f (z)=

2z 2 +iz +5

в кольце, которому принадлежит

z 2 (z 5i)

 

 

 

 

 

 

 

точка z =1 +i . Указать границы кольца сходимости.

Шабунин, Сидоров стр. 70 – 75 (примеры 1, 2 стр. 73 – 75), Половинкин стр. 78 – 85 (пример 1 стр. 83 –

84)

 

 

 

 

 

c Дробь правильная.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Находим корни уравнения z 2 = 0 : z

1,2

= 0 . Получаем кратные корни:

z

 

 

= 0 и z

2

= 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Находим корни уравнения z 5i = 0 . Получаем простой корень:

z3 = 5i .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dТочки z1,2 = 0 и z3

= 5i

 

 

 

 

являются особыми точками функции f (z) (в них

f (z) не регулярна).

 

 

 

 

 

 

 

eРазлагаем f (z) на элементарные дроби:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2z 2 +iz +5

=

 

 

 

A

+

 

 

B

 

 

 

 

+

 

 

 

C

 

 

 

 

=

 

 

Az(z 5i)+ B(z 5i)+Cz 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z 2 (z 5i)

 

 

 

 

 

z

 

 

z 2

 

 

 

z 5i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z 2 (z 5i)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z 0 : 5iB = 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B =

5

 

 

 

 

= i Ì

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z1 : 5iA + B = i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Æ A = 0 Ì

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z 2 : A +C = 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Æ C = 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f

(z)=

 

 

i

+

 

 

 

 

2

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z 2

z

5i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

fДля удобства дальнейших выкладок произведем замену z + 2 + 2i = w или z = w 2 2i :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f (w)=

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(w 2 2i)2

 

 

 

w 2 7i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кольца аналитичности f (w):

 

 

 

 

 

 

 

 

w < 2 + 2i =

22 + 22

=

8 = 2

 

2 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 2 < w < 2 + 7i = 22 + 72 = 53 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w >

 

 

53 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

gПри z =1 +i получаем

 

w = 3 +3i ,

 

 

w =

 

 

32 +32

=

 

18 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w будем в кольце

 

2

2 < w <

53 , используя разложения в ряд

Т.о., раскладывать дроби в ряд Лорана по степеням

 

Тейлора.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При этом

 

2 + 2i

 

<

 

w

 

<

 

 

2 + 7i

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

2 + 2i n1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

2

+ 2i

 

 

 

i

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

n

 

=

 

 

(w 2 2i)

2

 

 

 

 

 

 

w

2

 

 

 

 

2 + 2i

2

 

 

 

w

2

 

 

2

+ 2i

 

w

2

 

w

 

w

2

w

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2+2i

 

 

n=0

 

 

2+2i

 

 

n=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

in(2 + 2i)n1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

n+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

w n

 

 

wn

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

o

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w 2

 

7i

 

 

 

 

 

2 7i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

 

 

2 + 7i

2 +

 

 

+ 7i)

n+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=0

7i

 

 

n=0 (2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 + 7i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ:

 

 

 

 

 

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кольце,

 

 

 

 

 

которму

 

 

 

 

принадлежит

 

 

точка

 

 

 

z =1 +i

 

 

 

(2

2 < z + 2 + 2i <

53)

 

 

 

 

 

 

 

 

in(2 + 2i)n1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

− (z + 2 + 2i)n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f (z)=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(z + 2

+

 

2i)

n+1

 

 

(2

 

+ 7i)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вычисление контурного интеграла с помощью вычетов

 

 

 

 

 

1

 

2003/2004

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

34

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3g

 

Применяя теорию вычетов вычислить интеграл

 

z1

 

 

zdz

 

1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=1

(π 3z)(1 + cos 3z)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Шабунин, Сидоров стр. 134 – 138 (примеры 11 - 15 стр. 134 – 137), Половинкин стр. 95 – 102 (пример 1 стр. 101 – 102)

c Находим особые точки

f (z)=

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

(π 3z)(1 + cos 3z)

 

 

 

 

 

 

 

 

Особыми точками являются: особые точки числителя: ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нули знаменателя: z = π ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

π

 

2πk

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(cos 3z = −1 3zk

= π + 2πk ) zk

=

+

, k = ±1, ± 2,... - П2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

особые точки знаменателя: .

 

 

 

 

 

(полюсы 2-го порядка)2 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z =

- НОТ.

 

 

 

 

 

 

 

 

Внутри контура γ = {z :

 

z 1

 

=

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1}находится: z = 3 - П3 (полюс 3-го порядка).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

zdz

 

 

 

 

 

 

dИнтеграл

 

 

 

, можно вычислить по формуле

I = 2πi res f (z)4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z1

 

=1 (π 3z)(1 + cos 3z)

 

 

 

 

 

 

 

 

z=π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

e Для нахождения вычета5 функции

f (z) в точке z =

π

разложим6 эту функцию в ряд Лорана в кольце

 

 

π

 

 

3

 

0 <

z

< ε (ε <<1). Получаем:

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

1

По умолчанию направление обхода считается положительным – против часовой стрелки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

o

(a)→ C называется полюсом, если существует предел

2

Определение. Изолированная особая точка a

C

функции

f : B ρ

lim f (z)= ∞.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

za

 

 

 

 

 

 

 

 

d (1 + cos 3z)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d 2 (1 +3cos 3z)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

(1 + cos 3z)

 

 

 

π = 0 ,

 

 

= (3sin 3z)

 

 

 

 

π

= 0 , а

 

 

= (9 cos 3z)

 

π =1 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dz

 

 

 

 

dz 2

 

 

 

 

 

 

 

 

z=

3

 

z=

π

 

 

 

 

 

z=

3

 

 

z=

π

 

z=

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теорема (Коши о вычетах). Пусть дана область G

 

 

с кусочно-гладкой положительно ориентированной границей Γ.

4

C

Пусть функция

 

f

определена и регулярна на

 

G всюду,

за исключением конечного числа изолированных особых точек

a1 , a2 , K, an G

(при этом имеется в виду,

что, если

G , то ∞ = an ) и пусть к тому же функция f

непрерывно

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

продолжима на границу области G . Тогда справедлива формула Γ f (z)dz = 2πires f .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k =1 ak

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

o

 

 

 

={z :

 

 

 

 

= r} -

5

 

Пусть изолированная особая точка a

 

 

f : B ρ (a)→ C ,

ρ > 0 . Пусть γr

 

 

z a

 

Определение.

C

функции

 

 

положительно ориентированная окружность, причем 0 < r < ρ . Тогда вычетом функции f в точке

a

называется число

res f

=

1

γ

 

f (z)dz .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2πi

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

6

res f

= c1 , где c1 - коэффициент разложения функции

 

f

в ряд Лорана с центром в конечной точке a при

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

Вычисление контурного интеграла с помощью вычетов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

z

z

 

 

 

z =

π

+ w

 

 

 

π

+ w

 

 

 

π

+

w

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f (z) =

 

 

 

3

 

 

 

3

 

 

 

9

3

 

 

 

=

 

 

 

 

=

 

 

 

π

 

=

 

 

 

 

=

 

 

(π 3z)(1 + cos3z)

π

 

+ cos 3z)

w = z

 

 

 

π

 

w(1 cos3w)

 

 

 

3

z (1

 

3

 

 

3(w) 1

+ cos 3

 

+ w

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

9w 3

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9w 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9w 3

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

9w 3

=

(1 cos 3w)

 

 

 

 

 

(3w)

2

 

 

(3w)

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9w

2

 

 

81w

4

 

 

 

 

 

 

 

 

9w

2

 

 

 

9w

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ o(w

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ o(w5 )

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

+ o(w3 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 1

 

 

 

2!

 

 

+

 

 

4!

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2π

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3w

2

 

 

 

3w

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2π

 

 

2

 

 

 

 

 

π

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

27w

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

81w

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

1

+

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

+ o(w

 

) =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ o(w) .

 

 

 

 

 

 

3w

2

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

3

 

27w

2

 

4

 

 

 

 

4

 

 

 

81w

3

27w

2

54w

18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ o(w

 

81w

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

4

 

 

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Откуда получаем, что коэффициент c1

при

 

1

 

равен c1 =

 

π

 

, следовательно res f (z)= c1

= −

 

π

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

54

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z=

π

 

 

 

 

 

 

 

 

54

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

fПо теореме Коши о вычетах

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I = 2πi res f (z)

= 2πi

π

 

= π 2i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

54

 

 

 

 

27

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z=

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

zdz

 

 

 

 

 

=

π 2i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(π 3z)(1 + cos 3z)

 

 

27

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z1

=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вычисление интеграла по вещественной оси с помощью вычетов

 

 

 

 

 

1

 

2003/2004

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

34

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4f

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x sin(1

2x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Применяя теорию вычетов вычислить интеграл

 

 

 

 

 

 

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x

2

+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Шабунин, Сидоров стр. 140 – 145 (примеры 6 стр. 144), Половинкин стр. 103 – 108 (пример 3 стр. 107 – 108)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x sin(1 2x)

 

 

 

 

 

x sin(

 

 

2x 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cЗамечая, что I

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x

2

+1

 

 

 

 

 

2x

2

+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i(

2x1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

для решения задачи достаточно вычислить несобственный интеграл

xe

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и воспользоваться формулой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−∞ 2x

+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xei( 2x1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x sin(1

 

2x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx = Im

 

 

 

 

 

 

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1)

 

 

 

2x

2

+

1

 

 

 

2

+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−∞ 2x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i 2z

dДля того чтобы применить теорему Коши1 о вычетах2, вводим функцию комплексной переменной

f (z)=

 

 

ze

 

 

(2z 2 +1)ei

и строим контур, состоящий из отрезка

вещественной оси

[R, R]

и

полуокружности CR

= {z :

 

z

 

= R, Im z 0},

 

 

выбрав R так, чтобы все особые точки zk

(k =1,2,K, n)

функции f (z),

лежащие в верхней полуплоскости, оказались

внутри контура. Тогда по теореме Коши о вычетах

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f (z)dz = R

 

 

 

 

xei 2x

 

 

dx +

f (z)dz =

2πi

n

res f (z).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

+1)e

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z=zk

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Γ

 

 

 

 

 

 

R (2x

 

 

 

 

CR

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k =1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e Переходим к пределу при

 

R → ∞. Так как в нашем случае Φ(z)=

 

 

 

есть правильная рациональная дробь и

 

(2z 2

+1)ei

α =

 

2 > 0 , то условия леммы Жордана3 выполнены и, следовательно,

Rlim→∞

f (z)dz = 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

Поскольку правая часть в (2) не зависит от R , имеем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CR

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xei 2x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

res f (z),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

= 2πi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

+1)e

i

 

 

 

 

 

 

 

 

z=zk

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−∞(2x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k =1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где zk

 

 

- особые точки функции

 

f (z)=

 

 

 

zei

2z

 

 

 

, лежащие в верхней полуплоскости.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2z 2 +1)ei

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Теорема (Коши о вычетах). Пусть дана область G C с кусочно-гладкой положительно ориентированной границей Γ.

Пусть функция

f определена и регулярна на G всюду, за исключением конечного числа изолированных особых точек

a1 , a2 , K, an G (при этом имеется в виду, что, если G , то ∞ = an ) и пусть к тому же функция f непрерывно

продолжима на границу области G . Тогда справедлива формула Γ

 

n

 

 

 

 

 

 

 

f (z)dz = 2πires f .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k =1 ak

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

o

(a)→ C , ρ

> 0 . Пусть γr ={z :

 

= r}-

2 Определение. Пусть изолированная особая точка a

C

функции f : B ρ

z a

положительно ориентированная окружность, причем 0 < r < ρ . Тогда вычетом функции

f в точке a называется число

res f =

1

γ

f (z)dz .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2πi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= R0 > 0}. Пусть число

3 Лемма (Жордан). Пусть Φ(z) - непрерывная функция на замкнутом множестве {z

 

 

Im z 0,

 

z

 

 

 

 

α > 0

и CR ={z

 

 

 

z

 

= R, Im z 0}, R > R0 - семейство

полуокружностей в

верхней полуплоскости. Обозначим

 

 

 

ε(R)=max{Φ(z)

 

 

 

 

z CR }при R > R0 . Если lim ε(R)= 0 ,то lim

eiαzΦ(z)dz = 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R→∞

R→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CR

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вычисление интеграла по вещественной оси с помощью вычетов

2

 

 

 

 

 

i 2z

 

 

f Находим особые точки функции f (z)=

ze

 

(2z 2 +1)ei

z =

i

и z = −

i

. Таким образом, точки z =

i

 

2

 

2

 

 

2

=

 

zei 2z

 

 

 

 

 

как нули (1-го порядка) ее знаменателя:

 

i

 

 

i

 

i

 

2 z

 

z

+

 

 

e

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и z = −

i

- полюса4

1-го порядка (ПП – простые полюса).

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

g Вычисляем

вычет

в

простом

 

полюсе

 

 

z =

i

 

 

по формуле res f (z)=

lim

 

i

 

 

 

 

2

 

 

z

2

f (z). Получаем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z=

i

 

 

 

z

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

zei

2z

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

e1

 

 

 

 

 

e1i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

res f (z)=

 

 

=

 

 

2

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z=

i

i

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2 z +

 

 

 

e

 

 

 

 

 

2

2

 

 

 

e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

z=

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

hВычисляем несобственный интеграл по формуле (3):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xei( 2x1)

dx = 2πi res

f (z) = 2πi

e1i

 

=

 

πi

 

ei =

 

πi

(cos(1)+ i sin(1)) =

πi

 

(cos1 i sin1).

−∞

2x2 +1

 

 

z=

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

2e

 

 

 

 

2e

 

 

 

2e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

iИспользуя формулу (1), находим искомый интеграл:

 

 

x sin(1

2x)

 

x sin(

 

2x 1)

xei( 2x1)

 

πi

(cos1 i sin1) =

π cos1

I

=

 

 

 

 

 

 

 

 

dx =

 

 

 

 

 

dx = Im

 

 

 

dx = Im

 

2e

2x

2

+1

 

 

 

2x

2

+1

 

 

2

+1

2e

 

 

−∞

 

 

 

 

 

−∞

 

 

−∞ 2x

 

 

 

 

 

x sin(1

 

2x)

 

 

 

π cos1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ:

 

 

 

 

 

 

 

 

dx =

2e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x

2

+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

o

4 Определение. Изолированная особая точка a C функции f : B ρ (a)→ C называется полюсом, если существует предел

lim f (z)= ∞.

za

Вычисление интеграла по вещественной оси с помощью вычетов

1

 

2003/2004

34

 

 

 

 

5h

 

 

 

 

 

 

 

 

Применяя теорию вычетов вычислить интеграл 1

x +1

 

1

dx .

 

 

 

0 7 x3 (1 x)4

 

x 2

 

 

Шабунин, Сидоров стр. 151 – 158 (пример 11 стр. 151-152, пример 12 стр. 153-154, пример 13 стр. 154-156), Половинкинн стр. 108 –

115 (пример 3 стр. 111 – 114)

 

c Чтобы вычислить этот интеграл J с помощью теории вычетов, продолжая подынтегральную функцию в комплексную

плоскость, мы вынуждены иметь дело с многозначной функцией {7 z3 (1 z)4 }1. Эта функция допускает выделение

регулярных ветвей в области G=C\[0, 1], что проверяется2.

d Выберем теперь регулярную ветвь корня, которая в пределе на верхнем берегу I + разреза по отрезку [0, 1] прринимает

значения арифметического корня

7 x3 (1 x)4 0 , т.е. обозначим через g регулярную ветвь многозначной функции

{7 z3 (1 z)4 }в области C\[0,1]

такую, что ее предел из из верхней полуплоскости в точках x (0,1), т.е. на верхнем

 

 

 

 

 

берегу I + разреза по отрезку [0, 1] равен

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

g(x + i0) = 7

x3 (1 x)4 > 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1)

 

 

 

 

 

 

 

 

g(z)= 7 z3 (1 z)4 e

i

(3 γ arg(z )+4

γ (1z ))

3 -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

(2)

 

 

 

 

 

регулярная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

условию (1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ветвь, соответствующая вышеприведенному

 

 

 

 

 

 

x (0,1), т.е. на нижнем берегу I

 

 

 

 

 

Отметим, что предельное значение функции

g из нижней полуплоскости в точках

 

 

 

 

 

разреза по отрезку [-2, -1], принимает по формуле (2) значение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

i6π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x3 (1 x)4 e

 

 

 

 

(3 γ

arg(z )+4 γ (1z ))

= g(x +i0)e

 

(3 2π +4 0)4

= g(x +i0)e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

g(x i0)

= 7

7

7

7

 

(3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В формуле (3) контур γ начинается в точке на верхнем берегу разреза и оканчивается в той же точке на нижнем берегу

 

 

 

 

 

разреза.

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пусть ε 0,

 

 

. Рассмотрим в области G контур γε , имеющий вид «гантели», т.е. составленный из окружностей C0ε и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I разреза по отрезку [+ε,1 ε].

 

 

 

 

C

радиуса ε

и центрами в точках 0 и 1 соответственно, а также двух берегов I + и

 

 

 

 

 

1ε

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ε

 

ε

 

 

 

 

 

 

Ориентируем полученный контур γε положительно по отношению к ограниченной им внешней части плоскости.

 

 

 

 

 

 

Рассмотрим интеграл Jε = f (z)dz , где

f (z)=

z +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(z 2)g(z)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

γ ε

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По теореме о вычетах5, с одной стороны, и из формы контура γε

с другой, получаем равенства

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

z3 (1 z)4 = 7

z3 (1 z)4 e

i

(3ϕ01 +3 γ arg(z )+4ϕ02 +4 γ (1z )+2πk )

 

 

 

 

 

 

 

1

7

 

 

 

 

 

 

 

2 Теорема 2(§16П) Пусть функция f в области G регулярна, прчем f (z)0 , z G . Чтобы в области G существовали ветви

 

регулярной функции {n

f (z)}, необходимо и достаточно, чтобы для любого замкнутого кусочно-гладкого контура γ° G

 

нашлось целое число k °

такое, что

° arg f (z)= (2πn)k ° .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

γ

 

 

 

 

 

γ

 

 

 

 

 

 

 

3 g(x +i0) = 5 (x + 2)4 (x +1)e

i

(4ϕ01 ++ϕ02 +2πk )

= 5 (x + 2)4 (x +1)eiπ = 5 (x + 2)4 (x +1)eiπ ei2πl , т.е.

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4ϕ01 +ϕ02 + 2πk = 2πl

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 или g(x +i0)e

(3 0+4 (2π ))

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теорема (Коши о вычетах). Пусть дана область G

 

с кусочно-гладкой положительно ориентированной границей Γ.

 

5

C

 

Пусть функция f

определена и регулярна на G всюду, за исключением конечного числа изолированных особых точек

Вычисление интеграла по вещественной оси с помощью вычетов

2

 

= 2πi res f (z)+ res f (z) =6 =

 

+

+

+

 

 

(z)dz .

 

Jε

f

(4)

 

z=2

z=∞

 

 

 

 

Iε

C1ε

C2ε

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Iε+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

fТочка z = 2 ПП (П1) – простой полюс7 (полюс первого порядка), поэтому вычет8 в этой точке равен

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 3e

i 4π

 

res f (z)= lim(z 2)f (z) =

 

9

=

 

 

3

 

 

 

 

7

.

 

g(2)

 

 

 

i

(3 0+4(π ))

 

z=2

z2

 

 

 

7 23 (12)4 e

 

7 23

 

 

 

 

7

 

 

Для вычисления вычета функции f(z)в точке z = ∞ (

- УОТ10) разложим11

R <

 

z

 

< ∞

(R >>1). Для этого воспользуемся

разложением f(z)

 

 

эту функцию в ряд Лорана в кольце в точке вещественной осиR < X :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

1

 

 

 

 

 

 

+

 

1

 

2 1

 

 

 

X +1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

 

 

f (X )=

=

 

 

 

 

 

 

 

 

X

 

 

 

 

=

 

 

 

X

 

 

 

 

=

(X 2)g(X )

 

 

 

2

 

3

(1 X )

4

 

i

(3 0+4(π ))

 

 

 

 

1

 

4

i 4π

 

 

 

 

X

e 7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X 7 1

 

 

 

e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

 

2

1

 

1

4

 

i 4π

 

1

 

1

 

 

 

2

 

1

 

4 1

 

1

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

+

 

1

+

 

+ o

 

1

 

 

 

e 7

=

 

 

+

 

 

1

+

 

+ o

 

1

+

 

 

 

+ o

 

e

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

X

 

 

 

 

X

 

 

 

 

X

 

 

 

 

X

 

X

 

 

X

 

 

 

 

7 X

 

 

 

 

X

 

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

 

X

i 4π

7 =

 

1

 

1

i 4π

. По теореме единственности12 имеем: f (z)=

1

 

i 4π

 

1

 

 

 

 

 

+ o

 

e 7

 

e 7

+ o

 

. Откуда получаем, что коэффициент

 

 

 

 

 

X

 

 

 

 

 

z

 

 

z

 

X

 

 

 

 

c1 при

1

равен c1 = e

i4π

, следовательно res f (z)= −c1 = −e

i 4π

7

7

13.

z

 

 

 

z=∞

a1 , a2 , K, an G (при этом имеется в виду, что, если G , то ∞ = an ) и пусть к тому же функция f непрерывно

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

продолжима на границу области G . Тогда справедлива формула Γ f (z)dz = 2πires f .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k =1 ak

 

 

 

 

 

 

 

 

6 Особыми точками функции f являются: z = ∞, нули знаменателя: z = 0 , особые точки числителя: , особые точки

знаменателя: (в G!!!)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

o

 

 

 

 

 

 

 

 

7 Определение. Изолированная особая точка a

 

 

 

функции

f : B ρ (a)→ C называется полюсом, если существует предел

C

lim f (z)= ∞.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

za

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

o

> 0 . Пусть γr ={z :

 

 

 

 

 

 

= r}-

8 Определение. Пусть изолированная особая точка a

 

функции f : B ρ (a)→ C , ρ

 

 

z a

 

C

 

 

положительно ориентированная окружность, причем 0 < r < ρ . Тогда вычетом функции

f в точке a называется число

res f =

1

γ

f (z)dz .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2πi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9 Для вычисления g(0) берем контур γ с началом в точке, лежащей на верхнем берегу разреза Iε+ , и концом в точке z = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

o

 

 

 

 

 

 

 

 

10 Определение. Изолированная особая точка a

 

функции

f : B ρ (a)→ C называется устранимой особой точкой, если

C

существует конечный предел lim f (z) C .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

za

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11 res f

= c1 , где c1 - коэффициент разложения функции f

в ряд Лорана с центром в конечной точке a при

 

1

.

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

12 Теорема (единственности). Пусть функция f : G C регулярна в области G C . Пусть существует последовательность различных точек {zn } G , сходящаяся к некоторой точке a G и такая, что f (zn )= 0 n N . Тогда f (z)0 на области G.

13 res f = −c1 , где c1 - коэффициент разложения функции f в ряд Лорана с центром в бесконечности.

Вычисление интеграла по вещественной оси с помощью вычетов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i 4π

 

 

 

 

 

 

 

i4π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 e

i4π

 

 

 

 

 

 

 

 

Таким образом, J

 

= 2πi res f (z)+ res f

(z) = =

2πi

3e 7 e

 

 

 

= 2πi

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

7

3

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ε

 

 

 

 

z=2

 

 

 

 

 

z=∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

g Оценим интегралы по окружностям C0ε

 

= {z :

 

z

 

= ε}и C1ε

= {z :

 

 

 

z 1

 

= ε}:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f (z)dz

 

2π

 

 

 

ε +1

 

 

 

 

 

1 εdϕ A ε

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ε 3 (1 ε)4 ε

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ε0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C2ε

 

 

 

 

0

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2π

 

 

 

 

1 +ε +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

f (z)dz

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

1 εdϕ B ε

7

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ε0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1ε

 

 

 

 

0

7

 

(1 +ε) (1

 

(1 ε))

 

 

1

ε 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h В силу формул (1) и (3) получаем выражения:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f (z)dz = 1ε

 

x +1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

dx = 1ε

 

 

 

 

x +1

 

 

1

 

 

 

 

dx 14,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x

2)

 

 

 

 

 

 

 

(x 2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Iε+

 

 

 

 

0+ε g(x +i0)

 

 

 

 

 

 

 

0+ε 7 x3 (1 x)4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f (z)dz =

0+ε

 

 

 

x +1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

dx = 1ε

 

 

x +1

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

dx

 

= e

i6π

1ε

x +1

 

 

1

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i6π

 

 

 

 

(x

 

 

 

2)

 

 

 

 

 

Iε

 

 

 

 

 

1ε g(x i0)

 

 

(x 2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0+ε g(x +i0)e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0+ε g(x +i0)

 

(x 2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

i6π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f (z)dz .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Iε+

iПереходя в формуле (4) к пределу при ε 0 , получаем равенство:

2πi

 

 

3

 

 

i 4π

 

e

i6π

 

 

e

i8π

 

 

 

 

 

 

 

7

 

3

1 e 7

= 1

 

7 J

= 1

7 J ,

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i 4π

 

i 4π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

1

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

7

 

e

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

2 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 8

т.е. π

 

 

 

1

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J

, J = −

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

7

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4π

 

 

 

 

 

4π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

2i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin

 

 

 

 

sin

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

x +1

 

 

1

 

 

 

 

π 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ:

 

 

 

 

 

dx =

 

 

 

 

7 8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

x3 (1 x)4

x

2

 

 

 

 

 

4π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

=