Шведенко Начала анализа функций комплексной переменной 2008
.pdf131
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).
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 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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. |