复变函数积分计算方法.doc

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1、定义法沿如下曲线的积分.2为从点到点再到点的折线.解:从点到点的直线段参数方程为,在它上有,如此,从点再到点的直线段参数方程为在它上有,如此,于是由复积分对积分路径的可加性可得沿如下曲线的积分.1为从到的直线段;2为从到的上半圆周;3为从到的下半圆周.解:1直线段的参数方程为在它上有,如此2上半圆周的参数方程为在它上有,如此3下半圆周的参数方程为在它上有,如此为从到的直线段,计算函数沿的积分.解:直线段参数方程为,在它上有 如此用Cauchy积分定理计算积分的值,且证明等式1解:被积函数的奇点在积分路径的外部,所以被积函数在闭区域上解析,于是由Cauchy积分定理得 2证明:圆周的参数方程为,

2、在它上有于是由1得所以比拟等式两边的虚部得注:此题常见错误:因为在处处解析,所以非常数实函数在整个复平面上处处不解析!沿正向圆周的积分值,其中且.解:函数的奇点为.1当时,的奇点在圆周的外部,所以在闭区域上解析,于是由Cauchy积分定理得 2当时,在圆周的内部,如此由解析函数积分的闭路变形原理可得其中为任意实数.5计算如下积分值,其中积分路径都取正向.2解:令,如此有上面第一式令得;上面第二式令得.所以,于是1计算如下积分,其中积分闭路取正向.1解:4解:6解:8解:被积函数有6个奇点,只有在圆的内部,于是函数在闭圆域上解析,如此由Cauchy积分公式得Cauchy积分公式计算函数沿正向圆周

3、的积分值,然后利用圆周的参数方程证明下面积分1解:函数的奇点在积分路径的内部,而函数在闭区域上解析,于是由Cauchy积分公式得 2证明:圆周的参数方程为,在它上有于是比拟等式两边的虚部得又所以和在简单闭路C上与其内部解析,试证:1假如在C上与其内部处处不为零,如此有2假如在C上有如此在C的内部有证明:1因为在简单闭路C上与其内部解析并且处处不为零,如此在简单闭路C上与其内部处处解析,于是由Cauchy积分定理得(2) 假如对于C上的任意一点有由于和在简单闭路C上与其内部解析,如此对于C的内部的任意一点,由Cauchy积分公式得所以在C的内部有一、将如下函数在指定环域内展开成Laurent级数

4、,且计算其沿正向圆周的积分值I.1解:环域的中心,对应的Laurent级数展开式中取1,于是在环域内的Laurent级数展开式为取得在环域内的Laurent级数展开式的负一次幂系数,又正向圆周为环域内围绕环心的正向简单闭路,所以3解:环域的中心,对应的Laurent级数展开式中取-1,于是在环域内的Laurent级数展开式为在环域内的Laurent级数展开式不含有负一次幂,如此负一次幂系数,又正向圆周在环域内部且正向围绕环心,所以5解:环域的中心,对应的Laurent级数展开式中取-i,于是在环域内的Laurent级数展开式为取得在环域内的Laurent级数展开式的负一次幂系数,又正向圆周在环

5、域内部且正向围绕环心,所以2.利用留数计算如下沿正向圆周的积分.2解:被积函数的奇点和都在圆的内部,它们都是一级极点,且满足留数的计算规如此3的条件,如此由规如此3得于是由留数定理得4解:被积函数的奇点在圆的内部,它是二级极点,如此利用留数的计算规如此2得于是由留数定理得6其中m为整数解:当时,被积函数在圆内部没有奇点,此时当时,被积函数的奇点在圆的内部,其中:当时,是可去奇点,此时于是由留数定理得当时,是级极点,如此利用留数的计算规如此2得于是由留数定理得综合可得:当且为奇数时,当为其他整数时,4.计算如下各积分,C为正向圆周.1解:被积函数在环域内解析,它的五个奇点都在圆周的内部,用留数定

6、理计算比拟困难.该积分满足5.2节定理2的条件,如此由定理2得2解:被积函数在环域内解析,它的奇点都在圆周的内部,其中为一级极点,为本性奇点,由于在本性奇点的留数不容易计算,故用留数定理计算比拟困难.该积分满足5.2节定理2的条件,如此由定理2得利用留数计算如下定积分.1解:令,如此,从而有 .函数在内只有一个简单极点,在上无奇点,且,由留数定理得3解:满足5.3节定理2推论的条件,在上半平面内只有一个二级极点,且,因此得注:此类型题常见的错误:计算中取函数的所有奇点而不是只取上半平面的奇点:错解:5解:函数在上半平面内只有一个简单极点,且,因此取其实部得注:此类型题常见的错误: 计算中取函数的所有奇点而不是只取上半平面的奇点; 计算出留数后取实部或虚部再乘以得出结果,而不是计算出留数乘以后再取实部或虚部才得出结果。错解:注意:此类定积分题最后的结果一定是实数!

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