新建
上传
首页
助手
最?/div>
资料?/div>
工具

 

1 

p269

第六章习?/p>

(

一

) [ 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 ]

 

 

7. 

?/p>

?/p>

C

 

e

 

i 

z

/

?/p>

z

 

dz

出发,其?/p>

C

是如图所示之周线

(

?/p>

z

沿正实轴取正?/p>

)

,证明:

 

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

cos 

x

/

?/p>

x

 

dx

 = 

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

sin 

x

/

?/p>

x

 

dx

 = 

?/p>

(

?/p>

/2)

?/p>

 

【解?/p>

| 

?/p>

C

(

R

)

 e

i 

z

/

?/p>

z

 

dz 

| 

?/p>

 

?/p>

C

(

R

)

 | e

i 

z

 

|/

R

1/2

 

ds 

 

= 

?/p>

[0, 

?/p>

/2] 

| e

i 

?/p>

 

(cos

?/p>

 

+

 i 

sin

?/p>

 

)

|/

R

1/2

 ·

 

R d

?/p>

 

 

= 

?/p>

[0, 

?/p>

/2] 

| e 

?/p>

 

R 

sin

?/p>

 

| 

R

1/2

 d

?/p>

 

 

?/p>

 

R

1/2

 

?/p>

[0, 

?/p>

/2] 

e 

?/p>

 

R 

sin

?/p>

 

d

?/p>

?/p>

 

?/p>

sin

?/p>

 

?/p>

 2

?/p>

/

?/p>

 (

?/p>

?/p>

[0, 

?/p>

/2] )

,故

 

R

1/2

?/p>

[0, 

?/p>

/2] 

e 

?/p>

 

R 

sin

?/p>

 

d

?/p>

 

 

?/p>

 

R

1/2

 

?/p>

[0, 

?/p>

/2] 

e 

?/p>

 

(2

R

/ 

?/p>

)

?/p>

 

d

?/p>

 

 

= (

?/p>

/(2

R

1/2

))(1 

?/p>

 e 

?/p>

 

R 

) 

?/p>

 

?/p>

/(2

R

1/2

)

?/p>

 

所以,

| 

?/p>

C

(

R

)

 e

i 

z

/

?/p>

z

 

dz 

| 

?/p>

 0 (as 

R

?/p>

+

?/p>

)

?/p>

 

而由

| 

?/p>

C

(

r

)

 e

i 

z

/

?/p>

z

 

dz 

| 

?/p>

 (

?/p>

/(2

r

1/2

))(1 

?/p>

 e 

?/p>

 

r 

) 

?/p>

| 

?/p>

C

(

r

)

 e

i 

z

/

?/p>

z

 

dz 

| 

?/p>

 0 (as 

r

?/p>

 0

+ 

)

?/p>

 

?/p>

r

?/p>

 0

+

?/p>

R

?/p>

+

?/p>

时,

 

?/p>

[

r

, 

R

]

 e

i 

z

/

?/p>

z

 

dz 

= 

?/p>

[

r

, 

R

]

 e

i 

x

/

?/p>

x

 

dx 

= 

?/p>

[

r

, 

R

]

 (cos 

x 

+

 i

 sin 

x

)/

?/p>

x

 

dx 

?/p>

 

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

cos 

x

/

?/p>

x

 

dx

 + 

i

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

sin 

x

/

?/p>

x

 

dx

 

?/p>

 

?/p>

[

r 

i

, 

R 

i

]

 e

i 

z

/

?/p>

z

 

dz 

= 

?/p>

[

r

, 

R

]

 e

i 

(

i 

y

)

/

?/p>

(

i 

y

) 

i 

dy 

= 

?/p>

[

r

, 

R

]

 e

?/p>

 

y

 e 

i 

?/p>

/4

/

?/p>

y

 

dy

?/p>

 

= (1 + 

i 

)/

?/p>

2 ·

 

?/p>

[

r

, 

R

]

 e

?/p>

 

y

 /

?/p>

y

 

dy

 = 2(1 + 

i 

)/

?/p>

2 ·

 

?/p>

[

?/p>

r

, 

?/p>

R

]

 e

?/p>

 

u

 ^2

 

du

 

 

?/p>

 (1 + 

i 

)

?/p>

2 ·

 

?/p>

(0, +

?/p>

) 

e

?/p>

 

u

 ^2

 

du

 = (1 + 

i 

)

?/p>

2 ·

 

?/p>

?/p>

/2 = (1 + 

i 

)

?/p>

(

?/p>

/2)

?/p>

 

?/p>

Cauchy

积分定理?/p>

?/p>

C

 e

i 

z

/

?/p>

z

 

dz 

= 0

,故其极限也?/p>

0

?/p>

 

所以,

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

cos 

x

/

?/p>

x

 

dx

 + 

i

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

sin 

x

/

?/p>

x

 

dx

 = (1 + 

i 

)

?/p>

(

?/p>

/2)

?/p>

 

?/p>

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

cos 

x

/

?/p>

x

 

dx

 = 

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

sin 

x

/

?/p>

x

 

dx

 = 

?/p>

(

?/p>

/2)

?/p>

 

 

8. 

?/p>

?/p>

C

 

?/p>

z

 ln 

z

 

/(1 + 

z

)

2

 

dz

出发,其?/p>

C

是如图所示之周线,证明:

 

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

?/p>

x

 ln 

x

 

/(1 + 

x

)

2

 

dx

 = 

?/p>

?/p>

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

?/p>

x

 /(1 + 

x

)

2

 

dx

 = 

?/p>

/2

?/p>

 

【解】在割去原点及正实轴?/p>

z

平面上,

?/p>

z

?/p>

ln 

z

?/p>

能分出单值解析分支,

?/p>

z

取在正实轴的上岸取正?

的那个分支,

ln 

z

取在正实轴的上岸取实数值的那个

分支.记

f

(

z

) = 

?/p>

z

 ln 

z

 

/(1 + 

z

)

2

 

dz

?/p>

f

(

z

)

的有限奇点只

?/p>

?/p>

 1

,且

?/p>

 1

?/p>

f

(

z

)

?/p>

2

阶极点.

 

Res[

?/p>

z

 ln 

z

 

/(1 + 

z

)

2

; 

?/p>

 1] = lim

z 

?/p>

 

?/p>

 1 

((1 + 

z

)

2 

·

 

f

(

z

))

?/p>

 

= lim

z 

?/p>

 

?/p>

 1 

(

?/p>

z

 ln 

z

)

?/p>

 

= lim

z 

?/p>

 

?/p>

 1 

(((1/2) ln 

z

 + 1

 

)

?/p>

z

/

z

) 

= ((1/2) ln (

?/p>

 1) + 1

 

)

?/p>

(

?/p>

 1)/(

?/p>

 1) 

= 

?/p>

 ((1/2) 

?/p>

i

 + 1

 

)

i 

= (1/2) 

?/p>

 

?/p>

 

i

?/p>

 

?/p>

r

 < 1 < 

R

时,

?/p>

C

 

?/p>

z

 ln 

z

 

/(1 + 

z

)

2

 

dz

 

 

= 

?/p>

C

(

r

)

 

+ 

?/p>

C

(

R

)

 

+ 

?/p>

L

(1)

 

+ 

?/p>

L

(2)

 = 2

?/p>

i 

Res[

?/p>

z

 ln 

z

 

/(1 + 

z

)

2

; 

?/p>

1] = 2

?/p>

 + 

?/p>

2

 

i

?/p>

 

?/p>

L

(1)

 

?/p>

z

 ln 

z

 

/(1 + 

z

)

2

 

dz

 = 

?/p>

(

r

, 

R

)

 

?/p>

x

 ln 

x

 

/(1 + 

x

)

2

 

dx

 

 

?/p>

 

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

?/p>

x

 ln 

x

 

/(1 + 

x

)

2

 

dx

 (

?/p>

r

?/p>

 0

+

?/p>

R

?/p>

+

?/p>

?/p>

) 

?/p>

L

(2)

 

?/p>

z

 ln 

z

 

/(1 + 

z

)

2

 

dz

 = 

?/p>

(

R

, 

r

)

 

(

?/p>

?/p>

x

 )(ln 

x

 

+ 2

?/p>

i

)/(1 + 

x

)

2

 

dx

 

 

= 

?/p>

(

r

, 

R

)

 

(

?/p>

x

 ln 

x

)/(1 + 

x

)

2 

dx 

+ 2

?/p>

i

?/p>

(

r

, 

R

)

?/p>

x

 /(1 + 

x

)

2

 

dx

 

 

?/p>

 

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

?/p>

x

 ln 

x

 

/(1 + 

x

)

2

 

dx 

+ 2

?/p>

i

?/p>

(0, +

?/p>

) 

?/p>

x

 /(1 + 

x

)

2

 

dx

 (

?/p>

r

?/p>

 0

+

?/p>

R

?/p>

+

?/p>

?/p>

)

?/p>

 

因为

z 

·

 

?/p>

z

 ln 

z

 

/(1 + 

z

)

2 

?/p>

 0 (

?/p>

| 

z 

|

?/p>

 +

?/p>

?/p>

)

?/p>

 

C

R

C

r

R

r

Ri

ri

C

R

C

r

L

1

L

2

Ͼλ
新建
上传
首页
助手
最?/div>
资料?/div>
工具

 

1 

p269

第六章习?/p>

(

一

) [ 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 ]

 

 

7. 

?/p>

?/p>

C

 

e

 

i 

z

/

?/p>

z

 

dz

出发,其?/p>

C

是如图所示之周线

(

?/p>

z

沿正实轴取正?/p>

)

,证明:

 

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

cos 

x

/

?/p>

x

 

dx

 = 

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

sin 

x

/

?/p>

x

 

dx

 = 

?/p>

(

?/p>

/2)

?/p>

 

【解?/p>

| 

?/p>

C

(

R

)

 e

i 

z

/

?/p>

z

 

dz 

| 

?/p>

 

?/p>

C

(

R

)

 | e

i 

z

 

|/

R

1/2

 

ds 

 

= 

?/p>

[0, 

?/p>

/2] 

| e

i 

?/p>

 

(cos

?/p>

 

+

 i 

sin

?/p>

 

)

|/

R

1/2

 ·

 

R d

?/p>

 

 

= 

?/p>

[0, 

?/p>

/2] 

| e 

?/p>

 

R 

sin

?/p>

 

| 

R

1/2

 d

?/p>

 

 

?/p>

 

R

1/2

 

?/p>

[0, 

?/p>

/2] 

e 

?/p>

 

R 

sin

?/p>

 

d

?/p>

?/p>

 

?/p>

sin

?/p>

 

?/p>

 2

?/p>

/

?/p>

 (

?/p>

?/p>

[0, 

?/p>

/2] )

,故

 

R

1/2

?/p>

[0, 

?/p>

/2] 

e 

?/p>

 

R 

sin

?/p>

 

d

?/p>

 

 

?/p>

 

R

1/2

 

?/p>

[0, 

?/p>

/2] 

e 

?/p>

 

(2

R

/ 

?/p>

)

?/p>

 

d

?/p>

 

 

= (

?/p>

/(2

R

1/2

))(1 

?/p>

 e 

?/p>

 

R 

) 

?/p>

 

?/p>

/(2

R

1/2

)

?/p>

 

所以,

| 

?/p>

C

(

R

)

 e

i 

z

/

?/p>

z

 

dz 

| 

?/p>

 0 (as 

R

?/p>

+

?/p>

)

?/p>

 

而由

| 

?/p>

C

(

r

)

 e

i 

z

/

?/p>

z

 

dz 

| 

?/p>

 (

?/p>

/(2

r

1/2

))(1 

?/p>

 e 

?/p>

 

r 

) 

?/p>

| 

?/p>

C

(

r

)

 e

i 

z

/

?/p>

z

 

dz 

| 

?/p>

 0 (as 

r

?/p>

 0

+ 

)

?/p>

 

?/p>

r

?/p>

 0

+

?/p>

R

?/p>

+

?/p>

时,

 

?/p>

[

r

, 

R

]

 e

i 

z

/

?/p>

z

 

dz 

= 

?/p>

[

r

, 

R

]

 e

i 

x

/

?/p>

x

 

dx 

= 

?/p>

[

r

, 

R

]

 (cos 

x 

+

 i

 sin 

x

)/

?/p>

x

 

dx 

?/p>

 

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

cos 

x

/

?/p>

x

 

dx

 + 

i

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

sin 

x

/

?/p>

x

 

dx

 

?/p>

 

?/p>

[

r 

i

, 

R 

i

]

 e

i 

z

/

?/p>

z

 

dz 

= 

?/p>

[

r

, 

R

]

 e

i 

(

i 

y

)

/

?/p>

(

i 

y

) 

i 

dy 

= 

?/p>

[

r

, 

R

]

 e

?/p>

 

y

 e 

i 

?/p>

/4

/

?/p>

y

 

dy

?/p>

 

= (1 + 

i 

)/

?/p>

2 ·

 

?/p>

[

r

, 

R

]

 e

?/p>

 

y

 /

?/p>

y

 

dy

 = 2(1 + 

i 

)/

?/p>

2 ·

 

?/p>

[

?/p>

r

, 

?/p>

R

]

 e

?/p>

 

u

 ^2

 

du

 

 

?/p>

 (1 + 

i 

)

?/p>

2 ·

 

?/p>

(0, +

?/p>

) 

e

?/p>

 

u

 ^2

 

du

 = (1 + 

i 

)

?/p>

2 ·

 

?/p>

?/p>

/2 = (1 + 

i 

)

?/p>

(

?/p>

/2)

?/p>

 

?/p>

Cauchy

积分定理?/p>

?/p>

C

 e

i 

z

/

?/p>

z

 

dz 

= 0

,故其极限也?/p>

0

?/p>

 

所以,

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

cos 

x

/

?/p>

x

 

dx

 + 

i

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

sin 

x

/

?/p>

x

 

dx

 = (1 + 

i 

)

?/p>

(

?/p>

/2)

?/p>

 

?/p>

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

cos 

x

/

?/p>

x

 

dx

 = 

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

sin 

x

/

?/p>

x

 

dx

 = 

?/p>

(

?/p>

/2)

?/p>

 

 

8. 

?/p>

?/p>

C

 

?/p>

z

 ln 

z

 

/(1 + 

z

)

2

 

dz

出发,其?/p>

C

是如图所示之周线,证明:

 

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

?/p>

x

 ln 

x

 

/(1 + 

x

)

2

 

dx

 = 

?/p>

?/p>

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

?/p>

x

 /(1 + 

x

)

2

 

dx

 = 

?/p>

/2

?/p>

 

【解】在割去原点及正实轴?/p>

z

平面上,

?/p>

z

?/p>

ln 

z

?/p>

能分出单值解析分支,

?/p>

z

取在正实轴的上岸取正?

的那个分支,

ln 

z

取在正实轴的上岸取实数值的那个

分支.记

f

(

z

) = 

?/p>

z

 ln 

z

 

/(1 + 

z

)

2

 

dz

?/p>

f

(

z

)

的有限奇点只

?/p>

?/p>

 1

,且

?/p>

 1

?/p>

f

(

z

)

?/p>

2

阶极点.

 

Res[

?/p>

z

 ln 

z

 

/(1 + 

z

)

2

; 

?/p>

 1] = lim

z 

?/p>

 

?/p>

 1 

((1 + 

z

)

2 

·

 

f

(

z

))

?/p>

 

= lim

z 

?/p>

 

?/p>

 1 

(

?/p>

z

 ln 

z

)

?/p>

 

= lim

z 

?/p>

 

?/p>

 1 

(((1/2) ln 

z

 + 1

 

)

?/p>

z

/

z

) 

= ((1/2) ln (

?/p>

 1) + 1

 

)

?/p>

(

?/p>

 1)/(

?/p>

 1) 

= 

?/p>

 ((1/2) 

?/p>

i

 + 1

 

)

i 

= (1/2) 

?/p>

 

?/p>

 

i

?/p>

 

?/p>

r

 < 1 < 

R

时,

?/p>

C

 

?/p>

z

 ln 

z

 

/(1 + 

z

)

2

 

dz

 

 

= 

?/p>

C

(

r

)

 

+ 

?/p>

C

(

R

)

 

+ 

?/p>

L

(1)

 

+ 

?/p>

L

(2)

 = 2

?/p>

i 

Res[

?/p>

z

 ln 

z

 

/(1 + 

z

)

2

; 

?/p>

1] = 2

?/p>

 + 

?/p>

2

 

i

?/p>

 

?/p>

L

(1)

 

?/p>

z

 ln 

z

 

/(1 + 

z

)

2

 

dz

 = 

?/p>

(

r

, 

R

)

 

?/p>

x

 ln 

x

 

/(1 + 

x

)

2

 

dx

 

 

?/p>

 

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

?/p>

x

 ln 

x

 

/(1 + 

x

)

2

 

dx

 (

?/p>

r

?/p>

 0

+

?/p>

R

?/p>

+

?/p>

?/p>

) 

?/p>

L

(2)

 

?/p>

z

 ln 

z

 

/(1 + 

z

)

2

 

dz

 = 

?/p>

(

R

, 

r

)

 

(

?/p>

?/p>

x

 )(ln 

x

 

+ 2

?/p>

i

)/(1 + 

x

)

2

 

dx

 

 

= 

?/p>

(

r

, 

R

)

 

(

?/p>

x

 ln 

x

)/(1 + 

x

)

2 

dx 

+ 2

?/p>

i

?/p>

(

r

, 

R

)

?/p>

x

 /(1 + 

x

)

2

 

dx

 

 

?/p>

 

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

?/p>

x

 ln 

x

 

/(1 + 

x

)

2

 

dx 

+ 2

?/p>

i

?/p>

(0, +

?/p>

) 

?/p>

x

 /(1 + 

x

)

2

 

dx

 (

?/p>

r

?/p>

 0

+

?/p>

R

?/p>

+

?/p>

?/p>

)

?/p>

 

因为

z 

·

 

?/p>

z

 ln 

z

 

/(1 + 

z

)

2 

?/p>

 0 (

?/p>

| 

z 

|

?/p>

 +

?/p>

?/p>

)

?/p>

 

C

R

C

r

R

r

Ri

ri

C

R

C

r

L

1

L

2

">
新建
上传
首页
助手
最?/div>
资料?/div>
工具

 

1 

p269

第六章习?/p>

(

一

) [ 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 ]

 

 

7. 

?/p>

?/p>

C

 

e

 

i 

z

/

?/p>

z

 

dz

出发,其?/p>

C

是如图所示之周线

(

?/p>

z

沿正实轴取正?/p>

)

,证明:

 

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

cos 

x

/

?/p>

x

 

dx

 = 

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

sin 

x

/

?/p>

x

 

dx

 = 

?/p>

(

?/p>

/2)

?/p>

 

【解?/p>

| 

?/p>

C

(

R

)

 e

i 

z

/

?/p>

z

 

dz 

| 

?/p>

 

?/p>

C

(

R

)

 | e

i 

z

 

|/

R

1/2

 

ds 

 

= 

?/p>

[0, 

?/p>

/2] 

| e

i 

?/p>

 

(cos

?/p>

 

+

 i 

sin

?/p>

 

)

|/

R

1/2

 ·

 

R d

?/p>

 

 

= 

?/p>

[0, 

?/p>

/2] 

| e 

?/p>

 

R 

sin

?/p>

 

| 

R

1/2

 d

?/p>

 

 

?/p>

 

R

1/2

 

?/p>

[0, 

?/p>

/2] 

e 

?/p>

 

R 

sin

?/p>

 

d

?/p>

?/p>

 

?/p>

sin

?/p>

 

?/p>

 2

?/p>

/

?/p>

 (

?/p>

?/p>

[0, 

?/p>

/2] )

,故

 

R

1/2

?/p>

[0, 

?/p>

/2] 

e 

?/p>

 

R 

sin

?/p>

 

d

?/p>

 

 

?/p>

 

R

1/2

 

?/p>

[0, 

?/p>

/2] 

e 

?/p>

 

(2

R

/ 

?/p>

)

?/p>

 

d

?/p>

 

 

= (

?/p>

/(2

R

1/2

))(1 

?/p>

 e 

?/p>

 

R 

) 

?/p>

 

?/p>

/(2

R

1/2

)

?/p>

 

所以,

| 

?/p>

C

(

R

)

 e

i 

z

/

?/p>

z

 

dz 

| 

?/p>

 0 (as 

R

?/p>

+

?/p>

)

?/p>

 

而由

| 

?/p>

C

(

r

)

 e

i 

z

/

?/p>

z

 

dz 

| 

?/p>

 (

?/p>

/(2

r

1/2

))(1 

?/p>

 e 

?/p>

 

r 

) 

?/p>

| 

?/p>

C

(

r

)

 e

i 

z

/

?/p>

z

 

dz 

| 

?/p>

 0 (as 

r

?/p>

 0

+ 

)

?/p>

 

?/p>

r

?/p>

 0

+

?/p>

R

?/p>

+

?/p>

时,

 

?/p>

[

r

, 

R

]

 e

i 

z

/

?/p>

z

 

dz 

= 

?/p>

[

r

, 

R

]

 e

i 

x

/

?/p>

x

 

dx 

= 

?/p>

[

r

, 

R

]

 (cos 

x 

+

 i

 sin 

x

)/

?/p>

x

 

dx 

?/p>

 

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

cos 

x

/

?/p>

x

 

dx

 + 

i

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

sin 

x

/

?/p>

x

 

dx

 

?/p>

 

?/p>

[

r 

i

, 

R 

i

]

 e

i 

z

/

?/p>

z

 

dz 

= 

?/p>

[

r

, 

R

]

 e

i 

(

i 

y

)

/

?/p>

(

i 

y

) 

i 

dy 

= 

?/p>

[

r

, 

R

]

 e

?/p>

 

y

 e 

i 

?/p>

/4

/

?/p>

y

 

dy

?/p>

 

= (1 + 

i 

)/

?/p>

2 ·

 

?/p>

[

r

, 

R

]

 e

?/p>

 

y

 /

?/p>

y

 

dy

 = 2(1 + 

i 

)/

?/p>

2 ·

 

?/p>

[

?/p>

r

, 

?/p>

R

]

 e

?/p>

 

u

 ^2

 

du

 

 

?/p>

 (1 + 

i 

)

?/p>

2 ·

 

?/p>

(0, +

?/p>

) 

e

?/p>

 

u

 ^2

 

du

 = (1 + 

i 

)

?/p>

2 ·

 

?/p>

?/p>

/2 = (1 + 

i 

)

?/p>

(

?/p>

/2)

?/p>

 

?/p>

Cauchy

积分定理?/p>

?/p>

C

 e

i 

z

/

?/p>

z

 

dz 

= 0

,故其极限也?/p>

0

?/p>

 

所以,

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

cos 

x

/

?/p>

x

 

dx

 + 

i

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

sin 

x

/

?/p>

x

 

dx

 = (1 + 

i 

)

?/p>

(

?/p>

/2)

?/p>

 

?/p>

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

cos 

x

/

?/p>

x

 

dx

 = 

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

sin 

x

/

?/p>

x

 

dx

 = 

?/p>

(

?/p>

/2)

?/p>

 

 

8. 

?/p>

?/p>

C

 

?/p>

z

 ln 

z

 

/(1 + 

z

)

2

 

dz

出发,其?/p>

C

是如图所示之周线,证明:

 

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

?/p>

x

 ln 

x

 

/(1 + 

x

)

2

 

dx

 = 

?/p>

?/p>

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

?/p>

x

 /(1 + 

x

)

2

 

dx

 = 

?/p>

/2

?/p>

 

【解】在割去原点及正实轴?/p>

z

平面上,

?/p>

z

?/p>

ln 

z

?/p>

能分出单值解析分支,

?/p>

z

取在正实轴的上岸取正?

的那个分支,

ln 

z

取在正实轴的上岸取实数值的那个

分支.记

f

(

z

) = 

?/p>

z

 ln 

z

 

/(1 + 

z

)

2

 

dz

?/p>

f

(

z

)

的有限奇点只

?/p>

?/p>

 1

,且

?/p>

 1

?/p>

f

(

z

)

?/p>

2

阶极点.

 

Res[

?/p>

z

 ln 

z

 

/(1 + 

z

)

2

; 

?/p>

 1] = lim

z 

?/p>

 

?/p>

 1 

((1 + 

z

)

2 

·

 

f

(

z

))

?/p>

 

= lim

z 

?/p>

 

?/p>

 1 

(

?/p>

z

 ln 

z

)

?/p>

 

= lim

z 

?/p>

 

?/p>

 1 

(((1/2) ln 

z

 + 1

 

)

?/p>

z

/

z

) 

= ((1/2) ln (

?/p>

 1) + 1

 

)

?/p>

(

?/p>

 1)/(

?/p>

 1) 

= 

?/p>

 ((1/2) 

?/p>

i

 + 1

 

)

i 

= (1/2) 

?/p>

 

?/p>

 

i

?/p>

 

?/p>

r

 < 1 < 

R

时,

?/p>

C

 

?/p>

z

 ln 

z

 

/(1 + 

z

)

2

 

dz

 

 

= 

?/p>

C

(

r

)

 

+ 

?/p>

C

(

R

)

 

+ 

?/p>

L

(1)

 

+ 

?/p>

L

(2)

 = 2

?/p>

i 

Res[

?/p>

z

 ln 

z

 

/(1 + 

z

)

2

; 

?/p>

1] = 2

?/p>

 + 

?/p>

2

 

i

?/p>

 

?/p>

L

(1)

 

?/p>

z

 ln 

z

 

/(1 + 

z

)

2

 

dz

 = 

?/p>

(

r

, 

R

)

 

?/p>

x

 ln 

x

 

/(1 + 

x

)

2

 

dx

 

 

?/p>

 

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

?/p>

x

 ln 

x

 

/(1 + 

x

)

2

 

dx

 (

?/p>

r

?/p>

 0

+

?/p>

R

?/p>

+

?/p>

?/p>

) 

?/p>

L

(2)

 

?/p>

z

 ln 

z

 

/(1 + 

z

)

2

 

dz

 = 

?/p>

(

R

, 

r

)

 

(

?/p>

?/p>

x

 )(ln 

x

 

+ 2

?/p>

i

)/(1 + 

x

)

2

 

dx

 

 

= 

?/p>

(

r

, 

R

)

 

(

?/p>

x

 ln 

x

)/(1 + 

x

)

2 

dx 

+ 2

?/p>

i

?/p>

(

r

, 

R

)

?/p>

x

 /(1 + 

x

)

2

 

dx

 

 

?/p>

 

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

?/p>

x

 ln 

x

 

/(1 + 

x

)

2

 

dx 

+ 2

?/p>

i

?/p>

(0, +

?/p>

) 

?/p>

x

 /(1 + 

x

)

2

 

dx

 (

?/p>

r

?/p>

 0

+

?/p>

R

?/p>

+

?/p>

?/p>

)

?/p>

 

因为

z 

·

 

?/p>

z

 ln 

z

 

/(1 + 

z

)

2 

?/p>

 0 (

?/p>

| 

z 

|

?/p>

 +

?/p>

?/p>

)

?/p>

 

C

R

C

r

R

r

Ri

ri

C

R

C

r

L

1

L

2

Ͼλ">
Ͼλ
Ŀ

复变函数习题解答(?? - 百度文库
新建
上传
首页
助手
最?/div>
资料?/div>
工具

 

1 

p269

第六章习?/p>

(

一

) [ 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 ]

 

 

7. 

?/p>

?/p>

C

 

e

 

i 

z

/

?/p>

z

 

dz

出发,其?/p>

C

是如图所示之周线

(

?/p>

z

沿正实轴取正?/p>

)

,证明:

 

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

cos 

x

/

?/p>

x

 

dx

 = 

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

sin 

x

/

?/p>

x

 

dx

 = 

?/p>

(

?/p>

/2)

?/p>

 

【解?/p>

| 

?/p>

C

(

R

)

 e

i 

z

/

?/p>

z

 

dz 

| 

?/p>

 

?/p>

C

(

R

)

 | e

i 

z

 

|/

R

1/2

 

ds 

 

= 

?/p>

[0, 

?/p>

/2] 

| e

i 

?/p>

 

(cos

?/p>

 

+

 i 

sin

?/p>

 

)

|/

R

1/2

 ·

 

R d

?/p>

 

 

= 

?/p>

[0, 

?/p>

/2] 

| e 

?/p>

 

R 

sin

?/p>

 

| 

R

1/2

 d

?/p>

 

 

?/p>

 

R

1/2

 

?/p>

[0, 

?/p>

/2] 

e 

?/p>

 

R 

sin

?/p>

 

d

?/p>

?/p>

 

?/p>

sin

?/p>

 

?/p>

 2

?/p>

/

?/p>

 (

?/p>

?/p>

[0, 

?/p>

/2] )

,故

 

R

1/2

?/p>

[0, 

?/p>

/2] 

e 

?/p>

 

R 

sin

?/p>

 

d

?/p>

 

 

?/p>

 

R

1/2

 

?/p>

[0, 

?/p>

/2] 

e 

?/p>

 

(2

R

/ 

?/p>

)

?/p>

 

d

?/p>

 

 

= (

?/p>

/(2

R

1/2

))(1 

?/p>

 e 

?/p>

 

R 

) 

?/p>

 

?/p>

/(2

R

1/2

)

?/p>

 

所以,

| 

?/p>

C

(

R

)

 e

i 

z

/

?/p>

z

 

dz 

| 

?/p>

 0 (as 

R

?/p>

+

?/p>

)

?/p>

 

而由

| 

?/p>

C

(

r

)

 e

i 

z

/

?/p>

z

 

dz 

| 

?/p>

 (

?/p>

/(2

r

1/2

))(1 

?/p>

 e 

?/p>

 

r 

) 

?/p>

| 

?/p>

C

(

r

)

 e

i 

z

/

?/p>

z

 

dz 

| 

?/p>

 0 (as 

r

?/p>

 0

+ 

)

?/p>

 

?/p>

r

?/p>

 0

+

?/p>

R

?/p>

+

?/p>

时,

 

?/p>

[

r

, 

R

]

 e

i 

z

/

?/p>

z

 

dz 

= 

?/p>

[

r

, 

R

]

 e

i 

x

/

?/p>

x

 

dx 

= 

?/p>

[

r

, 

R

]

 (cos 

x 

+

 i

 sin 

x

)/

?/p>

x

 

dx 

?/p>

 

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

cos 

x

/

?/p>

x

 

dx

 + 

i

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

sin 

x

/

?/p>

x

 

dx

 

?/p>

 

?/p>

[

r 

i

, 

R 

i

]

 e

i 

z

/

?/p>

z

 

dz 

= 

?/p>

[

r

, 

R

]

 e

i 

(

i 

y

)

/

?/p>

(

i 

y

) 

i 

dy 

= 

?/p>

[

r

, 

R

]

 e

?/p>

 

y

 e 

i 

?/p>

/4

/

?/p>

y

 

dy

?/p>

 

= (1 + 

i 

)/

?/p>

2 ·

 

?/p>

[

r

, 

R

]

 e

?/p>

 

y

 /

?/p>

y

 

dy

 = 2(1 + 

i 

)/

?/p>

2 ·

 

?/p>

[

?/p>

r

, 

?/p>

R

]

 e

?/p>

 

u

 ^2

 

du

 

 

?/p>

 (1 + 

i 

)

?/p>

2 ·

 

?/p>

(0, +

?/p>

) 

e

?/p>

 

u

 ^2

 

du

 = (1 + 

i 

)

?/p>

2 ·

 

?/p>

?/p>

/2 = (1 + 

i 

)

?/p>

(

?/p>

/2)

?/p>

 

?/p>

Cauchy

积分定理?/p>

?/p>

C

 e

i 

z

/

?/p>

z

 

dz 

= 0

,故其极限也?/p>

0

?/p>

 

所以,

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

cos 

x

/

?/p>

x

 

dx

 + 

i

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

sin 

x

/

?/p>

x

 

dx

 = (1 + 

i 

)

?/p>

(

?/p>

/2)

?/p>

 

?/p>

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

cos 

x

/

?/p>

x

 

dx

 = 

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

sin 

x

/

?/p>

x

 

dx

 = 

?/p>

(

?/p>

/2)

?/p>

 

 

8. 

?/p>

?/p>

C

 

?/p>

z

 ln 

z

 

/(1 + 

z

)

2

 

dz

出发,其?/p>

C

是如图所示之周线,证明:

 

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

?/p>

x

 ln 

x

 

/(1 + 

x

)

2

 

dx

 = 

?/p>

?/p>

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

?/p>

x

 /(1 + 

x

)

2

 

dx

 = 

?/p>

/2

?/p>

 

【解】在割去原点及正实轴?/p>

z

平面上,

?/p>

z

?/p>

ln 

z

?/p>

能分出单值解析分支,

?/p>

z

取在正实轴的上岸取正?

的那个分支,

ln 

z

取在正实轴的上岸取实数值的那个

分支.记

f

(

z

) = 

?/p>

z

 ln 

z

 

/(1 + 

z

)

2

 

dz

?/p>

f

(

z

)

的有限奇点只

?/p>

?/p>

 1

,且

?/p>

 1

?/p>

f

(

z

)

?/p>

2

阶极点.

 

Res[

?/p>

z

 ln 

z

 

/(1 + 

z

)

2

; 

?/p>

 1] = lim

z 

?/p>

 

?/p>

 1 

((1 + 

z

)

2 

·

 

f

(

z

))

?/p>

 

= lim

z 

?/p>

 

?/p>

 1 

(

?/p>

z

 ln 

z

)

?/p>

 

= lim

z 

?/p>

 

?/p>

 1 

(((1/2) ln 

z

 + 1

 

)

?/p>

z

/

z

) 

= ((1/2) ln (

?/p>

 1) + 1

 

)

?/p>

(

?/p>

 1)/(

?/p>

 1) 

= 

?/p>

 ((1/2) 

?/p>

i

 + 1

 

)

i 

= (1/2) 

?/p>

 

?/p>

 

i

?/p>

 

?/p>

r

 < 1 < 

R

时,

?/p>

C

 

?/p>

z

 ln 

z

 

/(1 + 

z

)

2

 

dz

 

 

= 

?/p>

C

(

r

)

 

+ 

?/p>

C

(

R

)

 

+ 

?/p>

L

(1)

 

+ 

?/p>

L

(2)

 = 2

?/p>

i 

Res[

?/p>

z

 ln 

z

 

/(1 + 

z

)

2

; 

?/p>

1] = 2

?/p>

 + 

?/p>

2

 

i

?/p>

 

?/p>

L

(1)

 

?/p>

z

 ln 

z

 

/(1 + 

z

)

2

 

dz

 = 

?/p>

(

r

, 

R

)

 

?/p>

x

 ln 

x

 

/(1 + 

x

)

2

 

dx

 

 

?/p>

 

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

?/p>

x

 ln 

x

 

/(1 + 

x

)

2

 

dx

 (

?/p>

r

?/p>

 0

+

?/p>

R

?/p>

+

?/p>

?/p>

) 

?/p>

L

(2)

 

?/p>

z

 ln 

z

 

/(1 + 

z

)

2

 

dz

 = 

?/p>

(

R

, 

r

)

 

(

?/p>

?/p>

x

 )(ln 

x

 

+ 2

?/p>

i

)/(1 + 

x

)

2

 

dx

 

 

= 

?/p>

(

r

, 

R

)

 

(

?/p>

x

 ln 

x

)/(1 + 

x

)

2 

dx 

+ 2

?/p>

i

?/p>

(

r

, 

R

)

?/p>

x

 /(1 + 

x

)

2

 

dx

 

 

?/p>

 

?/p>

(0, +

?/p>

)

 

?/p>

x

 ln 

x

 

/(1 + 

x

)

2

 

dx 

+ 2

?/p>

i

?/p>

(0, +

?/p>

) 

?/p>

x

 /(1 + 

x

)

2

 

dx

 (

?/p>

r

?/p>

 0

+

?/p>

R

?/p>

+

?/p>

?/p>

)

?/p>

 

因为

z 

·

 

?/p>

z

 ln 

z

 

/(1 + 

z

)

2 

?/p>

 0 (

?/p>

| 

z 

|

?/p>

 +

?/p>

?/p>

)

?/p>

 

C

R

C

r

R

r

Ri

ri

C

R

C

r

L

1

L

2



ļ׺.doc޸Ϊ.docĶ

  • ҽѧŴѧʵ
  • 2014ԱԼ()
  • йҵг뷢չսо(2014-2019)
  • MATLABúȫ
  • ׹ע׮鼰
  • 2014㽭ʡѧҵˮƽԿ
  • ѧ17´(1)
  • ȵվ120̴ʩʩ֯
  • ڶԴۺϷĿչǼ - ͼ
  • ʮʦƽƷ

վ

԰ Ͼλ
ϵͷ779662525#qq.com(#滻Ϊ@)