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

Шведенко Начала анализа функций комплексной переменной 2008

.pdf
Скачиваний:
86
Добавлен:
16.08.2013
Размер:
51.53 Mб
Скачать

131

R

f(z)dz =

R

f(z)dz +

R

f(z)dz =;

R

f(z)dz+

R

f(z)dz,

;

 

 

 

L1

 

 

 

 

L2

 

L;

 

L2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

A TAK KAK W KA^ESTWE PUTEJ OBHODA (KLASSA C1) ORIENTIRO-

 

 

 

 

 

 

 

 

L1

L2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

WANNYH OTREZKOW

;

 

 

 

MOVNO WZQTX SOOTWETSTWENNO FUNK-

CII z =(;1+i)t1

t2[0 1],

I z =(1+i)t1

t2[0 1], TO

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f(z)dz =;0

f((;1+i)t)(;1+i)dt +

0

f((1+i)t)(1+i)dt

;

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

W ^ASTNOSTI,

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

;

z

dz =

;0

(;1+i)t(;1+i)dt +

0

 

(1+i)t(1+i)dt = 0.

rIS. 45

2. pUSTX ; | OKRUVNOSTX RADIUSA 1 S CENTROM 0, OD-

NOKRATNO OBHODIMAQ OT EE TO^KI = ei W POLOVITELXNOM

NAPRAWLENII (\PROTIW HODA ^ASOWOJ STRELKI"). tAK KAK ZA

PUTX OBHODA (KLASSA C1) \TOGO ZAMKNUTOGO GLADKOGO KONTU-

RA MOVNO WZQTX FUNKCI@ z = eit t 2 [ +2 ] (RIS. 45, B), DLQ L@BOJ NEPRERYWNOJ NA ; FUNKCII w =f(z)

 

 

+2

2

 

 

f(z)dz =

 

f(eit)ieitdt =

 

f(eit)ieitdt

;

 

 

 

0

 

 

 

R

 

R

 

 

H

 

 

 

2 -PERIODI^NOSTI

POSLEDNEE RAWENSTWO (A ONO WYTEKAET IZ

PODYNTEGRALXNOJ FUNKCII) ILL@STRIRUET NEZAWISIMOSTX

132

INTEGRALA PO ZAMKNUTOMU KONTURU ; OT WYBORA EGO NA^ALX-

NOJ TO^KI1 (SLUVA]U@ OPRAWDANIEM ZAPISI

jzj = 1 W KA-

^ESTWE SIMWOLA KONTURA) W ^ASTNOSTI,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rezdz =

 

cos t(cos t+i sin t)idt = i .

 

 

 

 

zH=1

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

j j

 

; | TOTRVE ZAMKNUTYJ GLADKIJ KONTUR, ^TO

 

pUSTX

I W PRIMERE 2 (S TOJ VE NA^ALXNOJ TO^KOJ =ei I TEM VE

PUTEM z = eit

 

2

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

[ +2 ] EGO OBHODA. eSLI SREDI MNOVES-

TWA WSEH ZNA^ENIJ Ln = Lne

 

 

WYBRANO i , TO PRI L@BOM

WYBORE ^ISLA

2

( +2 ), OTWE^A@]EM RAZDELENI@ KON-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

DO TO^KI

e

i

) I ;2 (OT

TURA ; NA U^ASTKI ;1

(OT TO^KI e

 

 

TO^KI ei

DO TO^KI ei( +2 )),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

R

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

+2

 

 

 

Lnzdz =

ln zdz +

 

 

t= +2

R

+

R

 

 

 

 

 

 

 

ln zdz =

 

 

(0+it)(eit)0dt =

;

 

R

 

;1

 

 

 

 

;2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+2

 

 

 

 

 

 

 

=

 

it(eit)0dt = iteit

 

 

 

;

 

ieitdt = 2 iei = 2 i

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

t=

 

 

 

 

 

 

 

 

ZNA^ENIE

Lnzdz

 

OKAZYWAETSQ

 

ZAWISQ]IM OT TOGO, KAKAQ

;

TO^KA ZAMKNUTOGO KONTURA ; WZQTA W KA^ESTWE NA^ALXNOJ.

pOQSNENIE. wDOLX U^ASTKOW ;1 I ;2 INTEGRIRU@TSQ DWE RAZNYE WETWI LOGARIFMA, KOTORYE PRODOLVA@T DRUG DRUGA W TO^KE ei , NO

NE SOWPADA@T W TO^KE = ei = ei( +2 ): DLQ PERWOJ IZ NIH

ln =i,

TOGDA KAK DLQ WTOROJ ln =i( +2 . zAWISIMOSTX ZNA^ENIQ

Lnzdz OT

WYBORA NA^ALXNOJ TO^KI ZAMKNUTOGO KONTURA ; OB_QSNQETSQ TEM,

H;

^TO PRI ZAMENE EE DRUGOJ, 0 = ei0 ( < 0 < +2 ), NA SOEDINQ@]EJ

^

IH DUGE 0 ZNA^ENIQ PODYNTEGRALXNOJ FUNKCII BERUTSQ UVE S DRUGOJ EE WETWI | TOJ, DLQ KOTOROJ NA \TOJ DUGE ln z =it S +2 6t6 0+2

(A NE 6t6 0).

1 s. 128, SWOJSTWO 4, B.

2 kAK O TOM GOWORILOSX W ZAME^ANII 1 (S. 130).

DEJ-

133

oCENKA INTEGRALA PO KONTURU. eSLI jf(z)j 6 h NA

KUSO^NO-GLADKOM KONTURE ; (DLINY l(;)1), TO

Rf(z)dz 6h l(;).

;

dOKAZATELXSTWO. w SILU SWOJSTWA ADDITIWNOSTI (S. 128)

DOSTATO^NO RASSMOTRETX SLU^AJ, KOGDA KONTUR ; SOSTOIT IZ ODNOJ (ORIENTIROWANNOJ) GLADKOJ DUGI L. tAK KAK FUNKCIQ

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

z = z(t),

t

 

[a b], ZADA@]AQ PARAMETRIZACI@ (S. 117) \TOJ

GLADKOJ DUGI, ODNOWREMENNO SLUVIT PUTEM (KLASSA C ) OB-

HODA LIBO SAMOGO KONTURA ;, LIBO PROTIWOPOLOVNO ORIEN-

TIROWANNOGO KONTURA ;;,2

R

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

R

6 b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

b

 

 

 

 

 

;

f(z)dz =

 

a f(z(t))z(t)dt 6 a jf(z(t))jjz(t)jdt 6

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a hjz(t)jdt = h l(L)

(S. 117). Q.E.D.

fORMULA nX@TONA

{ lEJBNICA. eSLI KUSO^NO-GLAD-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

KIJ KONTUR ; RASPOLOVEN W OBLASTI D

 

C , W KOTOROJ FUNK-

CIQ w = f(z) NEPRERYWNA I IMEET PERWOOBRAZNU@ '(z), TO

Rf(z)dz = '(z );'(z ),

;

GDE z I z | SOOTWETSTWENNO NA^ALXNAQ I KONE^NAQ TO^KI KONTURA ; W ^ASTNOSTI, ESLI \TOT KONTUR ZAMKNUT, TO

Hf(z)dz =0.

;

1 pONIMAEMOJ KAK SUMMA DLIN SOSTAWLQ@]IH KONTUR ; GLADKIH DUG. 2 ~TO ZAWISIT OT TOGO, KAK ORIENTIROWANA GLADKAQ DUGA L: KAKAQ

IZ DWUH EE KONCEWYH TO^EK z(a) z(b) QWLQETSQ NA^ALXNOJ.

3 aNGLIJSKIJ MATEMATIK I FIZIK nX@TON (Newton, Isaac, 1643 { 1727) I NEMECKIJ MATEMATIK I FILOSOF lEJBNIC (PRAWILXNEE lQJBNIC,

Leibniz, Gottfried Wilhelm, 1646 {1716) OPERIROWALI EJ (W SLU^AE

STWITELXNOJ PEREMENNOJ) E]E DO OFORMLENIQ PONQTIQ INTEGRALA. 4 t. E. f(z)='0(z) W OBLASTI D.

134

dOKAZATELXSTWO. pUSTX z = z(t) t 2 [a b], | L@BOJ PUTX

(KLASSA C1) OBHODA KONTURA ; (S. 125). sOGLASNO OPREDELE-

NI@ KONTURNOGO INTEGRALA (S. 127) I KLASSI^ESKOJ FORMU-

LE nX@TONA{lEJBNICA (DLQ INTEGRALA PO OTREZKU FUNKCII

DEJSTWITELXNOJ PEREMENNOJ)

 

 

 

 

def b

 

b

 

d

 

 

 

f(z)dz = '0

(z)dz = '0((z(t))z(t)dt =

 

 

'(z(t))dt =

 

 

 

 

 

;

;

a

 

a

 

dt

 

 

R

 

 

 

R

R = '(z(b))R

'(z(a)) = '(z )

'(z ). Q.E.D.

 

zAME^ANIE

 

;

;

 

 

. pRAWU@ ^ASTX FORMULY nX@TONA{lEJBNICA

 

 

(RAZNOSTX ZNA^ENIJ PERWOOBRAZNOJ PODYNTEGRALXNOJ FUNK- CII W KONE^NOJ I NA^ALXNOJ TO^KAH KONTURA) MOVNO TRAK-

TOWATX KAK PRIRA]ENIE PERWOOBRAZNOJ WDOLX KONTURA ; S ZAPISX@ FORMULY W WIDE Rf(z)dz = M' ;.

;

uPRAVNENIQ. 1. pROWERITX, ^TO WZAIMNO ODNOZNA^NYJ OBRAZ L OT- REZKA [;1 1] PRI OTOBRAVENII FUNKCIEJ z =t2+it3 NE QWLQETSQ GLADKOJ DUGOJ, HOTQ W KAVDOJ TO^KE z 2 L SU]ESTWUET KASATELXNAQ PRQMAQ K L, POLOVENIE KOTOROJ NEPRERYWNO ZAWISIT OT TO^KI KASANIQ.

2. dOKAZATX, ^TO L@BAQ GLADKAQ DUGA L C ESTX LIBO GRAFIK FUNKCII WIDA y =y(x) a6x6b, ILI x=x(y) c6y 6d, LIBO REZULXTAT GLADKOGO SOEDINENIQ NESKOLXKIH TAKIH GRAFIKOW. (wOSPOLXZOWATXSQ TEM, ^TO ESLI FUNKCIQ z = z(t) = x(t)+iy(t) t 2 [a b], ZADAET PARAMETRIZACI@ GLADKOJ DUGI L, TO OTREZOK [a b] DOPUSKAET RAZBIENIE NA KONE^NOE ^ISLO OTREZKOW, NA KAVDOM IZ KOTORYH HOTQ BY ODNA IZ PROIZWODNYH

x0(t) y0(t) SOHRANQET ZNAK .)

3. dOKAZATX, ^TO OKRUVNOSTX NE QWLQETSQ GLADKOJ DUGOJ. (pRIJTI K PROTIWORE^I@, PREDPOLOVIW, ^TO NEPRERYWNAQ NA OTREZKE FUNKCIQ z =z(t) WZAIMNO-ODNOZNA^NO OTOBRAVAET EGO NA OKRUVNOSTX.)

4.

pOSTROITX PUTX KLASSA C1, OBHODQ]IJ DWUHZWENNU@ LOMANU@,

IZOBRAVENNU@ NA RIS. 45, A.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

wYQSNITX, L@BOJ LI PUTX KLASSA C1 QWLQETSQ PUTEM OBHODA

NEKOTOROGO KUSO^NO-GLADKOGO KONTURA. (oTWET: NET.)

 

 

 

 

 

dOKAZATX, ^TO ESLI Rez 6 0, TO

 

z

 

z

 

 

zn

 

n+1

 

6.

 

e

;1; 1!

; ; n!

 

6 jzj

 

.

(pRIMENITX INDUKCI@ PO n.)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

135

IX. ~TO NAZYWA@T INDEKSOM ZAMKNUTOGO KONTURA I NA ^TO ON UKAZYWAET

wAVNYM DLQ DALXNEJ[EGO PRIMEROM PRIMENENIQ FOR-

MULY nX@TONA{lEJBNICA (VIII, S. 133) SLUVIT WY^ISLENIE

ZNA^ENIQ

1

 

 

dz

 

, GDE

; | ZAMKNUTYJ KUSO^NO-GLADKIJ

2 i

;

z;z0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

, NE PROHODQ]IJ ^EREZ TO^KU z0

2C .

KONTUR ; NA PLOSKOSTI C

pRQMOE PRIMENENIE FORMULY nX@TONA{lEJBNICA ZDESX

ZATRUDNENO TEM, ^TO PERWOOBRAZNYMI DLQ PODYNTEGRALXNOJ

FUNKCII SLUVAT ODNOZNA^NYE WETWI

w = ln(z ;z0) MNOGO-

ZNA^NOJ FUNKCII

w = Ln(z ;z0) (V ,

S

. 78),

A WYDELITX KA

-

KU@-LIBO IZ NIH W OBLASTI, CELIKOM SODERVA]EJ KONTUR ;, MOVNO LI[X DLQ OTDELXNYH WIDOW KONTUROW1.

w PODOBNYH SLU^AQH (KOGDA PODYNTEGRALXNAQ FUNKCIQ W Rf(z)dz IMEET \MNOGOZNA^NU@ PERWOOBRAZNU@" w = (z))

;

WYHOD SOSTOIT W RAZDELENII KONTURA ; NA U^ASTKI (KUSO^NO-

GLADKIE KONTURY ;1 : : : ;m), CELIKOM RASPOLOVENNYE W OBLASTQH (D1 : : : Dm), W KOTORYH MOVNO WYDELITX ODNOZNA^-

NYE WETWI (w='1(z) : : : w ='m(z)) MNOGOZNA^NOJ FUNKCII w = (z) (RIS. 46). pOSLE \TOGO OSTAETSQ PRIMENITX FOR-

MULU nX@TONA{lEJBNICA K KAVDOMU U^ASTKU ;1 : : : ;m I

WOSPOLXZOWATXSQ SWOJSTWOM ADDITIWNOSTI (VIII, S. 128):

Rf(z)dz =M'1 ;1 + + M'm ;m .

iZ SAMOGO;\TOGO RAWENSTWA SLEDUET, ^TO EGO PRAWAQ ^ASTX NE ZAWISIT OT KONKRETNOGO RAZDELENIQ KONTURA ; NA U^AS-

TKI ;1 : : : ;m, RAWNO KAK OT WYBORA ODNOZNA^NYH WETWEJ w = '1(z) : : : w = 'm(z). eSLI VE \TI WETWI NEPRERYWNO

1 nAPRIMER, NE PERESEKA@]IH NEKOTORYJ LU^, WYHODQ]IJ IZ TO^KI z0 (IV, S. 68).

136

PRODOLVA@T DRUG DRUGA (SOWPADA@T W TO^KAH SOEDINENIQ

U^ASTKOW ;1 S ;2 : : : ;m;1 S ;m), TO

M'1 ;1 + + M'm ;m ='m(z );'1(z ),

(z | KONE^NAQ, A z | NA^ALXNAQ TO^KI KONTURA ;)1, ^TO POZWOLQET PRIDATX FORMULE nX@TONA{lEJBNICA WID

Rf(z)dz =M ; ,

;

ESLI PRAWU@ ^ASTX PONIMATX IMENNO KAK 'm(z );'1(z ) | SUMMARNOE PRIRA]ENIE PRODOLVA@]IH DRUG DRUGA WETWEJ \MNOGOZNA^NOJ PERWOOBRAZNOJ" WDOLX KONTURA ;.

rIS. 46

wOZMOVNOSTX UPOMQNUTOGO RAZDELENIQ KONTURA | PRI USLOWII, ^TO ON NE PROHODIT ^EREZ TO^KI WETWLENIQ (IV , S. 62) \MNOGOZNA^NOJ PER-

WOOBRAZNOJ" w = (z) PODYNTEGRALXNOJ FUNKCII W f(z)dz, | MOVNO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

DOKAZATX, RASSUVDAQ \OT PROTIWNOGO".

 

 

R

pUSTX : z = z(t) t 2

[a b], | PUTX (KLASSA C1) OBHODA KONTURA

; (VIII, S. 125), I PUSTX OTREZOK [a b]

NELXZQ RAZDELITX NA KONE^NOE

^ISLO OTREZKOW

[a t1] : : : [tm;1 b]

S TEM

,

^TOBY SOOTWETSTWU@]IE IM

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 pRI \TOM W SLU^AE z

= z

 

(ZAMKNUTOGO KONTURA) NE OBQZATELXNO

'm(z )='1 (z ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

137

U^ASTKI KONTURA ; | MEVDU TO^KAMI z(a) I z(t1) : : : z(tm;1) I z(b) | OKAZYWALISX W OBLASTQH, GDE OPREDELENY ODNOZNA^NYE WETWI w = '(z)

MNOGOZNA^NOJ FUNKCII w = (z).

rAZDELIW OTREZOK [a b] POPOLAM, MOVNO UTWERVDATX, ^TO PO KRAJ-

NEJ MERE ODIN IZ OTREZKOW [a a+b ] [a+b ,b] (OBOZNA^AEMYJ DALEE [a1 b1])

2 2

OBLADAET TEM VE SWOJSTWOM: EGO NELXZQ RAZDELITX NA KONE^NOE ^ISLO OTREZKOW S TEM, ^TOBY SOOTWETSTWU@]IE IM U^ASTKI KONTURA ; OKAZY- WALISX W OBLASTQH, GDE OPREDELENY ODNOZNA^NYE WETWI MNOGOZNA^NOJ FUNKCII w= (z).

pRODOLVENIE \TOGO PROCESSA PRIWODIT K STQGIWA@]EJSQ POSLEDO-

WATELXNOSTI WLOVENNYH OTREZKOW [a b]

 

[a1 b1]

 

[an bn]

 

,

 

 

^

 

KAVDYJ IZ KOTORYH OBLADAET UKAZANNYM SWOJSTWOM. pUSTX t | OB]AQ

TO^KA \TIH OTREZKOW I

^

z(t) | SOOTWETSTWU@]AQ EJ TO^KA KONTURA ;.

tAK KAK

^

NE QWLQETSQ TO^KOJ WETWLENIQ MNOGOZNA^NOJ FUNKCII

z(t)

w = (z), W NEKOTOROM KRUGE S CENTROM

^

OPREDELENA EE ODNOZNA^NAQ

z(t)

WETWX w='(z).

 

 

zDESX I ZAKL@^ENO PROTIWORE^IE: S ODNOJ STORONY, KAKOWO BY NI BYLO n, U^ASTOK KONTURA ;, SOOTWETSTWU@]IJ (PRI EGO OBHODE z =z(t), t 2 [a b]) ZNA^ENIQM t OT an DO bn, PO POSTROENI@ NE MOVET CELIKOM RASPOLAGATXSQ W OBLASTI, GDE OPREDELENA ODNOZNA^NAQ WETWX w ='(z)

S DRUGOJ STORONY OTREZKI n n STQGIWA@TSQ K TO^KE ^ A POTOMU

, [a b ] t,

SOOTWETSTWU@]IE IM U^ASTKI KONTURA ; (OTWE^A@]IE IZMENENI@ t OT

 

an DO bn) PRI DOSTATO^NO BOLX[IH ZNA^ENIQH n CELIKOM OKAZYWA@T-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^

 

TAKAQ

SQ W UPOMQNUTOM KRUGE (S CENTROM z(t)), W KOTOROM OPREDELENA

ODNOZNA^NAQ WETWX.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w RASSMATRIWAEMOM KONKRETNOM SLU^AE

 

 

 

 

1

 

H

 

dz

 

1

 

 

 

 

1

 

;

 

 

 

2 i ; z;z0

=

2 iMLn(z;z0) ;

= 2 iM lnjz;z0j+iArg(z;z0)

 

; =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

1

MArg(z;z0) ;

1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

pOSLEDNEE WYRAVENIE | DELENNOE NA 2 SUMMARNOE PRI-

RA]ENIE PRODOLVA@]IH DRUG DRUGA ODNOZNA^NYH WETWEJ

 

'=arg(z;z0) | ESTX NI^TO INOE KAK SUMMARNOE ^ISLO OBO-

 

 

 

 

 

 

 

1 Mlnjz;z0j ; =lnjz ;z0j ;lnjz ;z0j

=0, TAK KAK KONTUR ; ZAMKNUT

(z = z ), A FUNKCIQ w =ln z

;

z0

ODNOZNA^NA.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LENII.3
W PROTIWOPOLOVNOM NAPRAW-

138

ROTOW1 WEKTORA z;z0 (WOKRUG TO^KI z0) PRI OBHODE TO^KI z WDOLX ZAMKNUTOGO KONTURA ;. |TO ^ISLO (A ONO ZAWEDOMO QW-

LQETSQ CELYM) NAZYWA@T INDEKSOM (ZAMKNUTOGO) KONTURA ; OTNOSITELXNO TO^KI z0 2:

def

1

 

H

dz

 

 

ind(; z0) = 2 i

z;z0

.

;

 

 

 

 

 

 

 

zAPISX ind(; z0)= n QWLQETSQ, TAKIM OBRAZOM, FORMULXNYM WYRAVENIEM NAGLQDNOGO PREDSTAWLENIQ O TOM, ^TO ZA-

MKNUTYJ KONTUR ; OBHODIT TO^KU z0 (W OB]EJ SLOVNOS-

TI) n RAZ W POLOVITELXNOM NAPRAWLENII (SOOTWETSTWENNO

j

 

j

def

 

 

n

 

RAZ W OTRICATELXNOM, ESLI

n < 0 RIS. 47). pOLAGA@T

TAKVE ind(; 1) = ;ind(; 0): OBHOD TO^KI 0 ODNOWREMENNO S^ITAETSQ OBHODOM TO^KI 1

rIS. 47

1 oBOROTY \PROTIW HODA ^ASOWOJ STRELKI" S^ITA@TSQ SO ZNAKOM \PL@S", A W PROTIWOPOLOVNOM NAPRAWLENII | SO ZNAKOM \MINUS".

2 iLI INDEKSOM TO^KI z0 OTNOSITELXNO KONTURA ;.

3 pRI^INY \TOGO WIDNY IZ RASSMOTRENIQ SFERY rIMANA (I, S. 21).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

139

nAGLQDNO PONQTIE INDEKSA

(OTNOSITELXNO TO^KI

 

z0 2 C ) MOVNO

OPREDELITX DLQ L@BOGO (NE PROHODQ]EGO ^EREZ \TU TO^KU) ZAMKNUTOGO

PUTI : z = z(t) t

2

[a b]1. a IMENNO, ind( z0)

POLAGAETSQ RAWNYM

^ISLU OBOROTOW

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

WEKTORA z(t) z0 PRI WOZRASTANII t OT a DO b, PRI^EM

W SLU^AE PUTI

KLASSA C

1

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

WYPOLNQETSQ RAWENSTWO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

dz

 

def

1

b

z(t)dt

 

 

3

ind( z0)=

2 i

z;z0

 

=

2 i a z(t);z0

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

ZAMKNUTOGO KONTURA

w SOOTWETSTWII S \TIM OPREDELENIEM INDEKS

 

 

 

 

 

 

 

H

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

; (OTNOSITELXNO KAKOJ-LIBO TO^KI z0) SOWPADAET S INDEKSOM L@BOGO PUTI , OSU]ESTWLQ@]EGO OBHOD \TOGO KONTURA.

pONQTIE INDEKSA ZAMKNUTOGO KONTURA (HOTQ I W DRUGIH TERMINAH I OBOZNA^ENIQH) WWEL kO[I [28] (ser. I, t. 12, p. 222{224 ser. II, t. VI,

p. 121). w SOOTWETSTWII S EGO PODHODOM ind(; z0) | \TO WZQTOE S KO\F-

FICIENTOM

 

1

^ISLO PEREMEN ZNAKA4 WELI^INY

Re (z;z0) W TO^KAH OBRA-

2

 

 

Im (z;z0)

]ENIQ EE W

BESKONE^NOSTX PRI PEREME]ENII z

WDOLX KONTURA ;.

oPERIRUQ INDEKSOM (I FORMULOJ nX@TONA{lEJBNICA),

UDOBNO WY^ISLQTX INTEGRALY RACIONALXNYH FUNKCIJ | OT-

NO[ENIJ pq((zz)) MNOGO^LENOW | PO NE PROHODQ]IM ^EREZ \OSO-

BYE TO^KI" \TIH FUNKCIJ (KORNI ZNAMENATELEJ) ZAMKNUTYM KUSO^NO-GLADKIM KONTURAM. dOSTATO^NO WOSPOLXZOWATXSQ RAZ- LOVIMOSTX@ L@BOJ RACIONALXNOJ FUNKCII W SUMMU MNOGO-

^LENA I PROSTYH DROBEJ:

p(z) q(z)

 

A1

 

Ak

 

B1

 

 

 

Bm

 

 

 

= p0(z) + z;a + + (z;a)k + z;b + + (z;b)m +

 

 

 

 

 

 

 

C1

 

 

 

Ck

 

 

 

 

 

 

+ z;c + + (z;c)n

1 zAMKNUTOSTX PUTI OZNA^AET SOWPADENIE EGO NA^ALXNOJ I KO-

NE^NOJ TO^EK: z(b)=z(a).

2 pRI POLOVITELXNOM IH OTS^ETE \PROTIW HODA ^ASOWOJ STRELKI". 3 eSLI NE QWLQETSQ PUTEM KLASSA C1 , TO \TOT INTEGRAL MOVET

POTERQTX SMYSL.

4 s SOGLA[ENIEM S^ITATX KAVDU@ PEREMENU ZNAKA S \MINUSA" NA \PL@S" ZA 1, A S \PL@SA" NA \MINUS" | ZA ;1.

140

ZDESX a b : : : c | KORNI MNOGO^LENA q(z)

(ZNAMENATELQ),

k m : : : n | KRATNOSTI \TIH KORNEJ, A

A1 : : : Cn

|

KOMPLEKSNYE ^ISLA1 (O ^EM NIVE W XIV , c. 225{227).

 

tAK KAK, ISKL@^AQ LI[X DROBI

A1

,

B1

 

, : : : ,

C1

,

WSE

 

z;b

 

2

z;a

 

f

 

z;c

g

SLAGAEMYE RAZLOVENIQ IME@T W OBLASTI C r

 

a b : : : c

PERWOOBRAZNYE , PRIMENENIE FORMULY nX@TONA{lEJBNICA (VIII, c. 133) DAET: DLQ L@BOGO NE PROHODQ]EGO ^EREZ TO^KI

a b : : : c ZAMKNUTOGO KUSO^NO-GLADKOGO KONTURA ; C

 

H

p(z)

H

 

A1

 

H

B1

 

 

 

 

 

H

C1

 

 

 

 

 

 

 

 

q(z) dz =

 

z;a dz +

z;b dz + +

z;c dz =

 

 

 

 

 

;

;

 

;

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 2 i A1 ind(; a)+B1 ind(; b)+ +C1 ind(; c) .

 

nAPRIMER, DLQ ZAMKNUTOGO KUSO^NO-GLADKOGO KONTURA ;,

IZOBRAVENNOGO NA RIS. 48, INDEKSY KOTOROGO OTNOSITELXNO

TO^EK ;1 1 0 RAWNY SOOTWETSTWENNO

;1 1 3,

 

 

 

 

 

 

 

H

 

dz

 

 

H;

 

1

 

 

1

 

1

 

 

 

;

1

 

 

1

 

 

 

 

z(z2;1)

=

2(z;1)

+ 2(z+1) ; z

 

 

 

 

+ 2 ; 3

.

;

 

;

 

dz = 2 i ; 2

 

rIS. 48

1 oBY^NO NAHODIMYE METODOM NEOPREDELENNYH KO\FFICIENTOW.

2

 

A2

 

A2

 

 

k PRIMERU,

(z;a)2

= ;;z;a 0.