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

complan_problems

.pdf
Скачиваний:
18
Добавлен:
17.12.2017
Размер:
730.5 Кб
Скачать

2.3. Гармонiчнi функцi¨

21

В прикладах 348 351 перевiрити умову гармонiчностi функцi¨ ©(x; y)? ßêùî ©(x; y) гармонiчна, то вважати ¨¨ аргументом arg f(z) аналiтично¨ функцi¨ f(z): Знайти модуль jf(z)j = R(x; y) аналiтично¨ функцi¨ f(z) i саму функцiю f(z):

348. ©(x; y) = 3x2y ¡ y3.

 

 

 

350. ©(x; y) = arctg tg(2xy) th(x2

 

 

 

 

 

349..

©(x; y) = x3 + 6x2y

 

3xy2

 

y2)

.

£

¡

2y

3

 

¡

 

¡

¤

 

©(x; y) = 2x + y

 

 

 

 

 

 

 

 

351.

 

.

 

352. Довести, якщо функцiя R(x; y) ¹ гармонiчною в однозв'язнiй областi D, то гармонiчна функцiя ©(x; y), яка ¹ аргументом аналiтично¨ фун- êöi¨ f(z) = R ¢ ei© може бути подана у виглядi:

©(x; y) =

(x;y)

Rx dy ¡

Ry dx + const:

Z

 

 

R

R

 

(x0;y0)

 

 

 

 

В прикладах 353 357 перевiрити умову гармонiчностi функцi¨ A(x; y)? ßêùî A(x; y) гармонiчна, то вважати функцiю R(x; y) = exp(A(x; y)) модулем jf(z)j аналiтично¨ функцi¨ f(z): Знайти аргумент arg f(z) = ©(x; y) аналiтично¨ функцi¨ f(z) i саму функцiю f(z):

353. A(x; y) = x + ln(x2 + y2).

354.A(x; y) = 2 x 2 .

x +y

355.A(x; y) = 3xy + 2 ln(x2 + y2).

356. A(x; y) = ln(x2 + y2) + ln(x2 + y2 + 2x + 1).

357. A(x; y) = 32 ln(x2 + y2) + 3(x ¡ y).

358. Довести, якщо функцiя ©(½; ') ¹ гармонiчною в однозв'язнiй областi D, то гармонiчна функцiя R(½; '), яка ¹ модулем аналiтично¨ функцi¨ f(z) = R ¢ ei© може бути подана у виглядi:

R(½; ') = const

 

exp

2

(½;')

©'

d½

 

½©½d'3

:

¢

Z

½

¡

 

 

 

4

 

 

 

 

5

 

 

 

 

6(½0;'0)

 

 

 

7

 

В прикладах 359 364 перевiрити умову гармонiчностi функцi¨ ©(½; ')? ßêùî ©(½; ') гармонiчна, то вважати ¨¨ аргументом arg f(z) аналiтично¨ функцi¨ f(z): Знайти модуль jf(z)j = R(½; ') аналiтично¨ функцi¨ f(z) i саму функцiю f(z):

360. ©(½; ') = ' + ½ cos '.

361. ©(½; ') = arctg

³ln ½´.

359. ©(½; ') = 3' + ½2 sin 2'.

 

'

 

 

 

 

 

22

 

Глава 2. Аналiтичнi функцi¨

362. ©(½; ') = 2' + ½ sin '.

 

364. ©(½; ') = ' ¡ ½3 sin 3'.

 

363. ©(½; ') = 3' + ½2 cos 2'.

 

 

365. Довести, якщо функцiя R(½; ') ¹ гармонiчною в однозв'язнiй областi D, то гармонiчна функцiя ©(½; '), яка ¹ аргументом аналiтично¨ фун- êöi¨ f(z) = R ¢ ei© може бути подана у виглядi:

©(½; ') =

(½;')

R½ d' ¡

½Rd½ + const:

Z

 

 

½R

R'

 

(½0;'0)

 

 

 

 

В прикладах 366 370 перевiрити умову гармонiчностi функцi¨ A(½; ')? Якщо вона гармонiчна, то вважати функцiю R(½; ') = exp(A(½; ')) модулем jf(z)j аналiтично¨ функцi¨ f(z): Знайти аргумент arg f(z) = ©(½; ') аналiтично¨ функцi¨ f(z) i саму функцiю f(z):

366.

A(½; ') = ½2 cos 2'.

 

(

)

2

h

367. A ½; '

 

= ln (' + ½ cos ')2 +

(ln ½ ¡ ½ sin ')

i.

368.

A(½; ') = lnh(ln ½)2 + '2)i.

369. A(½; ') = ½3 cos 3'.

 

h

 

370. A(½; ') = ln ½2 cos2

' +

i

 

(½ sin ' + 1)2 .

 

Ÿ2.4. Iнтеграл вiд функцi¨ комплексно¨ змiнно¨

Iнтегралом функцi¨ комплексно¨ змiнно¨ f(z) вздовж криво¨ ¡ (або по кривiй ¡) називають границю iнтегрально¨ суми:

ZXn

f(z)dz = lim f(³kzk;

¡ l!0 k=1

якщо ця границя iсну¹ незалежно вiд вибору точок zk òà ³k. Позначивши

z = x + iy òà f(z) = u(x; y) + iv(x; y), матимемо

ZZ

f(z)dz =

 

[u(x; y) + iv(x; y)] (dx + idy)

¡

¡

 

=

Z u(x; y)dx ¡ v(x; y)dy + i Z u(x; y)dy + v(x; y)dx:

 

¡

¡

Отже iнтеграл вiд функцi¨ комплексно¨ змiнно¨ це комплексне число, дiйсна i уявна частини якого ¹ дiйсними криволiнiйними iнтегралами. Тому умови iснування iнтеграла збiгаються з умовами iснування дiйсних

2.4. Iнтеграл вiд функцi¨ комплексно¨ змiнно¨

23

криволiнiйних iнтегралiв. Якщо ¡ це довiльна кусково-гладка жорданова крива, а f(z) кусково-неперервна функцiя, то iнтеграл вiд f(z)

вздовж ¡ iсну¹ завжди.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В прикладах 371 393 обчислити iнтеграл I вздовж криво¨ C:

 

 

 

 

äà¹òüñÿ ç R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

= 1

 

 

 

 

 

z >

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z = 0

 

371. I =

 

 

jzjzdz, контур C ñêëà-

381. I =

 

z sin zdz вздовж прямо-

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, Im

 

 

 

 

 

лiнiйногоCвiдрiзка з точки

 

 

 

 

â

 

 

 

 

 

 

напiвкола

 

j

j

,

 

 

 

.

 

 

 

 

точку z = i.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

òà âiäðiçêà

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

x 2 (¡1; 1)

y = 0

 

 

 

 

 

382. I = C j exp zj¢jdzj вздовж пря-

372. I

 

=

 

 

 

 

 

dz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

=

 

 

 

z2

¡

2, контур

 

 

 

z :

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 2R.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

молiнiйного вiдрiзка з точки

z = 0

f

 

j

j

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

g

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z = 0

 

 

в точку z = 2 + 3i.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

лiнiйного

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

молiнiйного вiдрiзка з точки

 

 

 

373. I

 

=

 

C

jdzj=z, уздовж прямо-

383. I

=

C

 

j sin zj2dz

вздовж пря-

 

 

 

 

 

 

вiдрiзка з точки

 

 

 

 

 

 

 

â

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z = 0

точку z = ¡1 ¡ i.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в точку z = i.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z :

z

 

 

 

C

 

 

j

 

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

уздовж перiметра квадрата з цен-

 

= 4R.

z3 dz ;

 

контур C =

374. I

 

=

C

(z ¡ a)ndz, äå n 2 N,

384. I

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

òðîì ó òî÷öi a та сторонами, пара-

f

 

j j

 

R

g

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

=

 

 

(z a) dz

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

N

 

нiйного

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z = 0

 

лельними координатним вiсям.

 

 

 

 

385. I

=

C

 

zjdzj вздовж прямолi-

375.

 

 

 

 

R f

 

 

 

 

 

 

 

j

 

 

 

¡

 

j

äå

 

 

g

 

 

 

 

 

,

386. I =

 

 

 

z

 

 

dz вздовж прямо-

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

¡

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

вiдрiзка з точки

 

 

 

 

 

â

контур C =

 

 

z

 

 

: z

 

 

 

 

a = R .

 

 

 

 

 

точку z = 1 ¡ i.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C j

 

 

 

 

 

 

 

¡

 

 

 

 

j ¢ j

 

 

 

j

 

 

 

 

 

 

 

 

лiнiйного

Rвiдрiзка з точки z = 1 â

376. I =

 

R

 

exp(

 

 

 

z)

 

 

 

dz

 

 

вздовж

 

 

 

 

C

j

 

 

j ¢ j

 

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

прямолiнiйного

 

 

âiäðiçêà

 

 

з точки

точку z = 7i.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z =

C = z : zR

= 1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

387.

 

 

 

R

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z = i ¡ 1 в точку 0.

 

 

 

 

 

dz

;

 

контур

I

=

 

 

 

sin

zjdzj

вздовж пря-

377. I

 

=

C j

z

 

¡

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j ¢ j

 

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f

 

 

 

j

j

 

 

 

 

 

g

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

молiнiйного вiдрiзка з точки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i + 2 в точку z = 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

j cos zj2dz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z = 0

молiнiйногоR

вiдрiзка з точки z =

378. I

 

=

 

C

 

вздовж пря-

388. I

=

C

z cos zdz

вздовж пря-

молiнiйного вiдрiзка з точки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в точку z = ¼.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡i в точку z = 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

379. I =

 

z sin zdz вздовж прямо-

 

j ¢ j

 

j

 

 

 

 

 

лiнiйного Rвiдрiзка з точки z = 0 â

 

 

 

 

C j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

389. I

=

R

 

 

exp(2z)

 

 

dz

 

 

вздовж

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

точку z = i.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

прямолiнiйного

 

âiäðiçêà

ç

 

точки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z = 0 в точку z = i + 3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R f : j ¡ j = g 0 ·

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C = z : zR

 

= 1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

380. I

 

=

C (z ¡ a)ndz, äå n 2

N,

390. I

=

C

 

jz + ij2 ¢ jdzj;

 

контур

контур C = z

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

R ,

 

 

 

 

 

 

 

f

 

j

 

j

 

 

 

 

g

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

arg z

 

a

 

 

¼ з початком у точцi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡

 

 

·

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

391. I =

R

(z + i)7dz, уздовж перi-

z = a + R.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 2.

Аналiтичнi функцi¨

 

метра квадрата з центром у точцi

 

 

fz : jzj = 3g.

 

 

 

 

 

(z)2dz вздовж за-

 

 

 

 

 

 

 

¡i та сторонами, паралельними ко-

 

 

393. I

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

ординатним вiсям.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

j j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мкненого

 

 

контура, що склада¹ться

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, Im

 

 

 

 

òà

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

з напiвкола

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

392. I

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

jzj = 2

 

 

 

z > 0

 

 

C z

2

 

 

 

 

 

 

 

4,

контур

 

 

âiäðiçêà x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡

 

 

 

 

 

 

2

(

¡

2; 2), y = 0.

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В прикладах 394 405 обчислити iнтеграл I вiд задано¨ вiтки бага-

тозначно¨ функцi¨ вздовж криво¨ C:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

394. I =

dz=p

 

 

 

 

вздовж напiвкола jzj = 4, y · 0, p

 

 

 

= ¡2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

.

 

 

 

 

395.

 

3

 

 

 

 

 

 

 

, контур

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I =

z

 

 

 

 

 

 

 

dz

 

 

 

 

 

 

 

 

C = fz

: jzj = 1g

 

 

 

1

 

 

 

 

= exp(¡4

 

3)

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

dz=p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

: jzj = 9g, p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

396. I =

z

, контур C = fz

 

¡9

 

= ¡3i.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

dz=p

 

 

 

 

 

 

вздовж напiвкола jzj = R, y · 0, p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

397. I =

z

 

¡1

= i.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

: jzj = 1g, ® 2 C òà 1® = 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

398. I = R z®dz, контур C = fz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

: jzj = 1g, äå 12i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

399. I = R z2idz;, контур C = fz

= 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

400. I =

dz=pz вздовж напiвкола jzj = 1, y ¸ 0

 

 

 

 

 

 

p¡1 = exp i¼=3.

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

: jzj = 1g

, òà

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

401. I =

dz=pz, контур C = fz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p1 = 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

: jzj = 1g

, òà

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

402. I =

dz=pz, контур C = fz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p1 = 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

dz, контур C = fz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

403. I = C z

 

 

 

 

 

 

 

 

: jzj = 1g, òà 1

 

 

 

 

 

 

= 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

404. I = R

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z p2dz, контур C = fz

: jzj = 1g, òà 1p2 = 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

dz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, òà

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2¼i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

405. I =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C =

f

z :

z

j

= 1

g

 

 

 

 

 

p1 = exp

 

 

 

;

n

 

2 N

:

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

pz , контур

 

 

 

 

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

Â

прикладах 406 419 обчислити iнтеграл

 

I

 

 

вiд задано¨ вiтки логари-

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

фмiчно¨ функцi¨ вздовж криво¨ C:

 

 

: jzj = 1g, äå n 2 N òà Ln 1 = 0.

 

 

406. I =

znLn zdz, контур C = fz

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

: jzj = 1g.

 

 

 

 

 

 

 

 

407. I = R jLn zj3dz; äå Ln 1 = 0, контур C = fz

 

 

 

 

 

 

 

 

408.

 

C

Ln

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

контур

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

òà Ln

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C = fz : jzj = Rg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

zdz;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R = ln R + 2¼i

 

 

 

409.

 

C

 

 

nLn

 

 

 

 

 

 

контур

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

òà Ln

 

 

 

 

 

 

.

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

C = fz : jzj = 1g

 

 

n 2 N

(¡1) =

 

 

I = R

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

zdz;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.5. Iнтегральна теорема Кошi. Iнтегральна формула Кошi

25

410. I =

 

jLn zj2dz, контур C = fz

 

 

: jzj = 1g, Ln 1 = 2¼i.

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

411.

R

Ln z

 

 

 

, контур

C = fz

: jzj = 1g

, äå Ln

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I =

 

 

 

 

dz

1 = 2¼i:

 

 

 

 

 

C

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

ln(z ¡ 3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

412. I =

 

dz, контур C =

f

z :

 

z

j

= 3

g

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

z

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ln¡

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

413. I = C

 

¯

z

¯dz, контур C = fz

 

 

: jzj = 1g, äå Ln 1 = 2¼i:

 

 

 

 

z

 

 

 

 

.

414.

R

 

¯ nLn

¯

 

dz

, контур

C =

 

 

z :

z

 

= 1

 

 

, äå

n

 

N

òà Ln

 

 

I =

 

¯z

 

 

 

z¯

 

j

 

 

 

 

 

f

j

g

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

1 = 0

415.

C

¯

 

 

 

 

¯j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

R

 

Ln

zjdz

, контур

C = fz : jzj = 1g

, äå Ln

(¡1) = 7

 

 

 

I = j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

416.

C

 

Ln

 

 

 

 

 

 

, контур

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, äå Ln

 

 

 

 

.

 

 

 

R

 

zjdzj

C = fz : jzj = 1g

 

 

 

 

 

 

 

 

I =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 = 4¼i

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

: jzj = 1g, äå Ln 1 = 2¼i.

 

 

 

417. I = R jLn zj2dz, контур C = fz

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

Ln

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

418. I =

 

 

z

dz, контур C = fz

 

: jzj = 2g, äå Ln (¡2) = ln 2 + 3¼i:

 

 

z

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

419.

R

 

Ln

 

 

 

 

 

 

 

 

, контур

 

C = fz : jzj = 1g

, äå Ln

(¡1) = ¡¼i

.

 

I = C j

zj ¢ jdzj

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

420.

Довести, якщо

 

 

 

 

 

, òî

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

jaj 6= R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¼R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

jd j

<

2

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

jz ¡ ajjz + aj

jR2 ¡ jaj2j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

jzj=R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

421. Довести, якщо jaj 6= R, òî

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

 

 

 

dz

 

 

 

 

 

 

 

 

2¼R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j j

=

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

jz ¡ aj2

jR2 ¡ jaj2j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

jzj=R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

422. Нехай f(z) 2 C (U(z0; ")). Довести, що

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

Z

 

 

 

f(z)

dz = 2¼i

¢

f(z

):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z ¡ z0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

%!0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

jz¡z0j=%

Ÿ2.5. Iнтегральна теорема Кошi. Iнтегральна формула Кошi

Iнтегральна теоремаT Êîøi¡ ¢ формулю¹ться наступним чином: якщо

¹

функцiя f(z) 2 A (D) C D ; де область D однозв'язна, то iнтеграл

26

вздовж межi областi

Глава 2. Аналiтичнi функцi¨

Z

f(z)dz = 0:

@D

Важливим наслiдком ¹ незалежнiсть iнтеграла вiд шляху iнтегрування: якщо f(z) аналiтична в областi D (не обов'язково однозв'язнiй), а кривi

¡1 òà ¡2 гомотопнi, то

ZZ

f(z)dz = f(z)dz:

 

 

 

 

¡1

 

 

 

 

T

¡2

¢

 

 

 

 

 

 

 

iнтегральнi формули

 

 

 

 

¡

¹

 

 

 

 

 

 

Якщо функцiя f(z) 2 A (D)

 

 

 

C D ; то для будь-якого z 2= @D ìà¹

ìiñöå

 

 

 

 

 

 

Êîøi

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

Z

 

f(³)

d³ =

 

f(z); z 2

D

 

 

 

 

 

 

 

2¼i

 

³

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡

z

 

 

½0;

z 2= D:

 

 

2¼i Z

(³

@D

 

 

 

 

 

 

½0;

z 2= D:

 

 

z)(n+1)

 

 

 

 

 

 

n!

 

f(³)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(n)

 

 

 

 

 

 

 

 

@D

¡

 

 

 

 

 

d³ =

 

f (z); z 2

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В прикладах 423 438 обчислити iнтеграл I, використовуючи iнте-

гральну формули Кошi, вважати що обход усiх контурiв здiйсю¹ться проти годинниково¨ стрiлки.

423.

I = jzjR=5 (z + i)2

+ 25.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dz

 

 

 

 

 

 

 

 

424.

I =,

jzjR=r

(z¡a)n(z¡b)m , äå

0 <

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dz

 

 

 

 

 

 

 

 

a < ½ < b n; m 2 Z+.

 

 

 

 

 

 

 

 

425.

I =

 

 

 

 

exp(i + 2 sin z)dz

 

 

h

 

¡

 

¢

 

 

 

 

 

i

 

jz¡Rij=1 z2

 

3+i

 

z + 1 +

3

3 .

 

 

2

 

4i

 

 

426.

I = jzjR=3

 

 

 

dz

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

4z2 + 9(1 + i)

 

 

 

Rcos z

427.I = jzj=4 z2 ¡ ¼2 dz.

Rz7

428.I = jzj=2 (z2 + 1)3 (z2 + 5)dz.

 

 

2 sin3(1 + i)z

429. I =

 

 

 

dz.

(2z + 3i)(z i)2z3

=5=2

 

 

¡

 

 

jzj R

 

 

 

 

430. I = jzjR=3

f

z)]2

[

(

dz, äå

(z.2 +

3 ¡ i4)3

f(z) 2 A(U(0; 3))

 

 

 

Rsin(z + 2i)

431.I = jzj=3 (2z + 3i)2z3 dz.

Rez

432.I = jzj=2 z2 ¡ 1dz.

433.

I =

 

 

 

 

 

dz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+1

=1

 

(z + 1)(z

¡

1)3 .

 

jz

 

 

Rj

 

 

 

 

 

 

 

 

I = jzjR=3

 

cos z

 

 

 

434.

 

dz.

 

 

 

(z ¡ i)3

 

 

 

2.5. Iнтегральна теорема Кошi. Iнтегральна формула Кошi

 

 

 

 

 

27

435. I =

ezdz

 

437. I =

 

 

ezdz

 

 

 

 

 

 

z(z 1)3 .

 

 

z(z 1)3 .

=1=2

 

 

jz¡1Rj=1=2

z¡

 

 

 

dz¡

 

jzj R

 

 

 

 

z =3=2

z(z 1)3

 

438.

 

, ÿêùîj jR

 

 

 

 

 

.

436. I =

e dz

 

I =

 

(z¡a)n(z¡b), äå n =

 

.

 

 

 

 

j j R

¡

 

 

z =R

 

 

 

 

 

1; 2; : : :

 

jaj < R < jbj

 

В прикладах 439 464 використовуючи iнтегральну формули Кошi, обчислити iнтеграл I уздовж межi областi D.

R3z + 2i sin z

439.I = @D z2 ¡ z + 9 + 3idz, область

D = fz = x + iy : y < 4; x + y > 0; x ¡ y < 0g :

Rezdz

440.I = @D z2 + a2 , ÿêùî êðóã U(0; a) ½ D.

 

R

sin(1 + iz)

 

D

 

441. I =

@D (z2 + pz + q)2

dz, ÿêùî îäèí ç íóëiâ ïîëiíîìà z2 + pz + q

знаходиться всерединi областi

 

, а другий зовнi.

R3ei2z sin z

442.I = @D z2 ¡ (3 + i)z + 4 + 3idz, область

D = fz = x + iy : x > 3=2; x < 5=2; y > 0; y < 2g :

 

R

 

 

¡

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

443.

I = @D

 

ezdz

 

, область D = fz

: jzj < 1=2g.

z3 (1 z)2

 

R

 

 

sin(e )

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

444.

I =

 

 

 

 

 

 

 

 

dz, ÿêùî îäèí ç íóëiâ ïîëiíîìà az2 + bz + c

 

@D (az2 + bz + c)3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

знаходиться всерединi областi , а другий зовнi.

446.

I = R

 

cos3

(2z)dz

 

 

 

3 , область D =

z : jz + 1j < p2 .

445.

I = @D

 

dz

 

, область D = fz = x + iy

: x > 0; y > 0; jzj < 1g.

2z2 + i

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

©

 

 

 

 

ª

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

¡

 

 

 

 

 

 

 

@D (1 + 3z) (4z

 

3i)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

447. I =

 

 

cos (2z)dz

 

 

 

 

D = z : jz + 1j < p

 

.

 

 

 

 

 

 

, область

2

 

 

 

 

 

 

 

¡

 

 

3

 

R

 

 

 

 

 

 

3i)

 

 

 

 

©

ª

 

@D (1 + 3z) (4z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rz exp(z3)

448.I = @D (z6 ¡ 1)3 dz, область D = fz : Re z < 0; jzj < 3g.

R

¡

 

 

©

ª

449. I =

cos(2z3 + i)dz

D =

z

: jzj < 1; jz + 32j > 31 .

z(2z 1)(2z2 + 5z + 2)

, область

@D

 

 

 

 

 

28

450.

Глава 2. Аналiтичнi функцi¨

I =

 

1 + exp(iz2)

 

 

 

dz, область

 

 

 

14

 

@D

 

 

 

 

 

 

R

z(3z ¡ i)3 µ3z2 ¡ z(6 ¡ i) +

 

 

 

3

 

 

 

D =

½z : Re z > ¡2

; Re z < 1; jIm zj < 3¾

:

 

 

1

 

 

 

2

 

R

¡

 

©

ª

451. I =

 

ez

 

 

dz,область D =

z : jzj < 23 .

@D z (1

 

z)

 

 

 

R(z + 2) sin(z3)

452.I = @D (z2 ¡ z ¢ (7 + 6i) + 17 + 9i)dz,область

D = fz : jzj < 6; ¡4 < y = Re z < 4g :

Rz sin(z2 + 4)

453.I = @D (z2 ¡ 4z(1 + i) + 8 + 14i)dz,область

D = fz : jzj < 4; j arg zj < ¼=4g :

454.

I =

 

 

 

sin2(z + i)

dz, область D = fz : ® < arg z < ¯; jzj > Rg.

 

 

 

 

(8z + i)

3

 

 

 

 

@D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

455.

R

 

 

 

 

sin f(z)

 

 

dz, äå f(z) 2 A(D) область D = fz : 1=8 < jzj < 8g.

I = @D

 

 

 

 

 

(2z2 + i)4

456.

R

 

 

 

 

 

 

(e2z + 3 + i4)2

 

 

dz, область D =

 

z : z a + z b < R .

I =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

2

 

 

i)(z + 7

 

3

 

 

@D

 

 

 

 

 

 

 

¡

i)

 

 

 

f

j ¡ j j ¡ j g

 

R

( + 2

3

+ 8)

 

 

 

 

 

 

457. I = @D

 

 

 

 

 

sh(z

 

 

 

 

dz, область D = fz

: 0 < jzj < 6g.

 

 

(2z + 3i)(z

¡

i)2z3

 

 

 

R

 

 

 

 

(ez + 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

458.

I = @D

 

 

 

dz, область D = fz : Im z > 0; jzj < Rg.

 

 

(z2 + a2)3

 

 

459.

R

 

 

 

ch(®z + ¯)

dz, область D = fz : Re z > 0; jzj < Rg.

 

 

I = @D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(z3 + a3)

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

z + 5i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

: Im z < ¡21; jzj < 2 .

 

 

460. I =

 

 

 

 

 

 

 

dz, область D =

z

 

 

 

 

 

z4

 

1

 

 

 

@D

 

 

 

 

 

2¡z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

©

 

 

 

ª

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

ª

 

461.

 

 

 

 

 

z e

+ 1

 

 

 

 

 

 

, область

 

 

Im

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I = @D

(sin z + 1)2 dz

D =

z :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z > 0; jzj < 3 2

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

©

 

 

 

 

 

 

R(ez + 1)

462.I = @D (z2 + 1)2 dz, область D = fz : Im z > 0; jzj < 2g.

2.6. Ряд Тейлора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

29

 

R

 

¡

 

 

 

 

 

 

 

 

 

463.

I = @D

cos z + 1

dz, область D = fz : Re z > 0; jzj < 4g.

 

 

 

z2

 

¼2

 

 

 

464.

I = @D tg zdz, область D = z

: jRe zj < p

 

; jIm zj < p

 

 

.

2

2

 

R

 

 

 

©

 

I в залежностi

ª

 

В прикладах 465 467 обчислити iнтеграл

 

 

 

вiд вибору

параметра R, використовуючи iнтегральну формули Кошi; якщо область

не вказано, то вважати, що обход усiх контурiв здiйсю¹ться проти го-

динниково¨ стрiлки.

 

 

 

 

 

 

 

esh z

 

 

 

 

 

465.

I =

 

dz.

 

 

 

 

(3iz 1)

 

 

 

 

 

=R

¡

 

 

 

 

 

 

 

jzjR

 

 

 

 

 

 

466.

I =

f(z) ¡ 2

9)

dz, äå f(z)

2

A(U(0; R)).

 

=R

(z + 3i)(z2

¡

 

 

 

jzjR

 

 

 

 

 

 

 

R

sin3 z + 1

 

 

 

 

467. I =

 

dz, де область D = fz

:

@D

(ez + 1)3

468. Скiльки значень i яких ма¹ iнтеграл

 

 

 

 

I = Z

 

dz

 

 

 

 

 

 

;

zj

 

 

 

n

(z zk)

 

 

 

@D

kQ

¡

 

 

 

 

 

 

=1

 

 

 

Im z > 0; Re z > 0; jzj < Rg.

6= zl;

якщо контур iнтегрування не проходить нi через одну з точок zj; j =

1; 2; : : :?

469. Скiльки значень i яких ма¹ iнтеграл

I =

1

Z

ezdz

;

2¼i

z(1

¡

z)3

 

 

@D

 

 

 

в залежностi вiд вибору областi D ?

Ÿ2.6. Ряд Тейлора

Якщо функцiя f(z) 2 A (U(a; R)), то в будь-якому крузi U(a; ½) меншого радiуса ½ < R функцiю можливо представити збiжним рядом Тей-

ëîðà:

1

 

f(n)(a)

 

 

 

X

cn(z ¡ a)n; cn =

 

 

 

f(z) =

n!

:

 

n=0

 

 

 

Для зручного обчислення тейлорiвських коефiцi¹нтiв iнодi корисно скористатись вiдомими розкладами. Так, наприклад, при jzj < 1 справджу-

30 Глава 2. Аналiтичнi функцi¨

¹ться розвинення:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

=

zn:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

¡

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

 

В прикладах 470 475 довести формули i вказати областi збiжностi

ðÿäiâ.

 

z3

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

470.

 

 

 

 

 

 

 

 

= ¡

 

z4n + z41 :

 

 

 

(z2 + 1)(z

 

1)

=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡1

 

 

 

 

¡

 

 

 

 

 

 

¢

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

nP

 

 

 

 

 

 

 

471.

 

 

 

 

=

 

 

(n + 1)(¡1)nz2n:

 

 

 

(z2 + 1)2

=0

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

nP

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

472.

 

 

 

=

1

 

(¡1)n(n + 1)z3n.

 

 

 

 

(1 + z3)2

=0

 

 

 

473.

 

 

 

 

 

 

 

1nP

 

 

 

 

 

=

1

 

 

 

z8n ¡ z8n+1

:

 

(1 + z)(1 + z2)(1 + z4)

=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡

 

 

 

¢

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

= 1

1

 

 

nP

 

 

 

474.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( 1)n+1

¡

4¡n¡1

z2n+1:

 

(z2 + 1)(z2

 

4)

 

 

 

 

¡

5

=0

¡

¡

 

 

 

 

 

¢

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

nP

 

 

 

 

 

 

 

475.

 

 

1

=

1

(n + 1)(n + 2)

z6n:

 

 

 

 

6 3

 

 

 

 

 

(1 z )

 

 

=0

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

nP

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ÿ2.7. Ряд Лорана, особливi точки

 

 

( )

 

 

 

 

 

V (a; r;P)

 

Рядом Лорана в околi точки a називають ряд вигляду

1

 

 

cn(z ¡a)n.

Однозначна функцiя f z

¹ аналiтичною у кiльцi

 

n=¡1

òîäi òà é

 

R

 

 

тiльки тодi, коли в будь-якому кiльцi V (a; r + "1; R ¡ "2), 8"1

; "2 > 0 öþ

функцiю можна представити рiвномiрно збiжним рядом Лорана

f(z) = n=

 

cn(z ¡ a)n ; äå cn = 2¼i

Z

 

(³ ¡ a)n+1 d³:

1

 

 

1

 

 

 

f(³)

 

 

 

 

¡1

 

³

a

=½

 

 

 

 

 

X

 

 

 

j

¡ j

 

 

 

 

 

 

r<½<R

Точка a ¹ iзольованою особливою точкою функцi¨ f(z), ÿêùî iñíó¹

виколотий окiл цi¹¨ точки, в якому функцiя f(z) аналiтична. Класифi-

кацiю iзольованих особливих точок проводять в залежностi вiд вигляду головно¨ частини ряда Лорана. Iзольована особлива точка a аналiтично¨

функцi¨ f(z) назива¹ться:

1± усувною особливою точкою, якщо головна частина лоранiвського розкладу в околi цiй точцi вiдсутня; при цьому limz!a f(z) = c0 =6 1;