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