complan_problems
.pdf2.7. Ряд Лорана, особливi точки |
31 |
2± полюсом, якщо головна частина лоранiвського розкладу в околi цiй точцi мiстить скiнчену кiлькiсть доданкiв; при цьому limz!a f(z) = 1;
3± сутт¹во особливою точкою, якщо головна частина лоранiвського
розкладу в околi цiй точцi мiстить нескiнчену кiлькiсть доданкiв; при цьому limz!a f(z) íå iñíó¹.
В прикладах 476 484 знайти всi iзольованi особливi точки функцi¨ f(z) та з'ясувати ¨х тип.
476. |
f(z) = |
|
1 |
|
|
cos |
|
¼z |
|
|||||||
|
z2 ¡ 1 |
|
|
|
||||||||||||
|
|
( |
|
) = |
|
|
|
¼ z + 1. |
||||||||
477. f |
|
|
z |
³ |
|
|
|
z |
´. |
|
||||||
|
z |
|
exp |
|
ctg |
|
|
|
|
|
||||||
478. |
f(z) = |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
sh z |
1 |
|
|
|
|
|||||||||||
479. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
f(z) = ctg z ¡ |
|
. |
|
|
|
|||||||||||
z |
|
|
|
480. f(z) = |
ctg ¼z |
|
|
|
|
|
|
|||
¼z . |
|
|
¶ |
¡ 1¶. |
||||||
|
|
|
|
|||||||
481. f(z) = z µexp |
µz |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
( ) = sin |
¡ |
|
|
¢ |
|
|
|
||
482. |
f(z) = sin |
e1=z |
|
. |
|
|
||||
483. |
f z |
|
3z |
¡ |
3 sin z. |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
484. |
f(z) = z tg2 z. |
|
|
|
|
|
В прикладах 485 492 знайти множину точок комплексно¨ множини C; де збiга¹ться зазначений ряд Лорана.
|
P |
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
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|
|
P |
|
|
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|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
485. |
+1 2nzn. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
489. |
+1 2¡n2zn3. |
||||||||||||||
n=¡1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n=¡1 |
|
|
|
|
n |
||||||||
|
+P |
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
+P |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|||||||||||||
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
1 |
|
|
z |
|
|
|
|
|||
486. |
|
1 |
2¡jnjzn: |
|
|
|
|
|
490. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
n=¡1 |
|
|
|
|
|
|
n=¡1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
P |
|
|
|
|
|
|
|
® > 0: |
|
|
|
|
P |
|
|
z |
|
|
|
|
|
||||
487. |
1 (z ¡ 1) |
|
|
|
|
|
|
491. |
1 |
|
|
|
|
. |
|
|
||||||||||
n=¡1 |
|
ch ®n , äå |
|
|
|
|
|
n=¡1 |
n2 + 1 |
|
|
|||||||||||||||
|
P |
|
|
|
|
2n |
|
|
|
|
|
|
P |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
488. |
+ |
1 |
(z ¡ |
a) |
|
|
|
|
|
|
|
|
492. |
+ |
1 2¡n2(z + 1)n. |
|||||||||||
|
2 |
+ 1 . |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
n=¡1 2¡n |
|
|
|
|
|
n=¡1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
В прикладах 493 509 розкласти функцiю f(z) в ряд Лорана по сте- |
||||||||||||||||||||||||||
пенях (z ¡ a) â êiëüöi V . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
493. f(z) = |
|
|
1 |
|
, êiëüöå |
|
êiëüöå V (0; 1; 2), точка a = 0. |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
(z + 1)(z ¡ 2) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
||||||||||||||
V (0; 1; 2), точка a = 0. |
|
|
|
|
|
496. f(z) = |
|
|
|
|
|
, êiëü- |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
(z ¡ 1)2(z + 2) |
||||||||||
494. f(z) |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
öå V (0; 1; 2), точка a = 0. |
|||||||||||||||
|
|
(z2 ¡ 1)2(z2 |
+ 4), |
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z |
||||||||
êiëüöå V (0; 1; 2), точка a = 0. |
|
|
|
497. f(z) = |
|
|
|
|||||||||||||||||||
495. f(z) |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
(z2 + 1)(z + 2) |
, êiëüöå |
||||||||||||
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
V (0; 1; 2), точка a = 0. |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
(z2 + 1)2(z2 |
¡ 4), |
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
32
498. f(z) = |
|
|
|
|
z4 + 1 |
|
|
|
|
||
|
(z ¡ 1)(z + 2), êiëüöå |
||||||||||
V (0; 1; 2), точка a = 0. |
|
|
|
||||||||
499. f(z) = |
|
|
|
|
z2 + 1 |
|
|
|
|||
(z + 1)2(z2 + 4) |
|
, êiëü- |
|||||||||
öå V (0; 1; 2), точка a = 0. |
|
|
|
||||||||
500. f(z) = |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, êiëü- |
||||
(z2 + 1)(z + 2)2 |
|||||||||||
öå V (0; 1; 2), точка a = 0. |
|
|
|
||||||||
501. f(z) = |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
z(z ¡ 3)2 , êiëüöå |
||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||
V (1; 1; 2), точка a = 1. |
|
|
|
||||||||
502. f(z) = |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
z (z ¡3 |
1) (z ¡ 2), òî- |
|||||||
÷êà a = 0, ÿêùî ¡2 |
2 V . |
|
|
|
|||||||
503. f(z) = |
|
|
z2 ¡ 1 |
|
|
|
a = 1, |
||||
|
z2 + 1, точка |
||||||||||
ÿêùî 2i 2 V . |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Глава 2. Аналiтичнi функцi¨
504. |
f(z) = |
1 |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
||||
|
|
z2(z2 ¡ 9) |
|
êiëüöå |
|||||||||
V (1; 1; 2), точка a = 1. |
|
|
|
||||||||||
505. |
f(z) = |
|
|
|
|
|
z3 |
|
|
|
|
||
(z + 1) (z ¡ 2), êiëüöå |
|||||||||||||
V (¡1; 0; 3), точка a = ¡1. |
|
|
|
||||||||||
506. |
f(z) = |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
||||
(z2 ¡ 1) (z2 + 4) |
, êiëü- |
||||||||||||
öå V |
= (0; 2; 1), точка a = 0. |
||||||||||||
507. f(z) = |
|
|
z + i |
a = i, |
|||||||||
|
|
|
z2 |
, точка |
|||||||||
ÿêùî ¡i 2 V . |
|
2z |
|
|
|
||||||||
508. |
f(z) = |
|
|
|
a = 1, |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
ÿêùî ¡1 2 V .z2 ¡ 2i, точка |
|
|
|
||||||||||
509. |
f(z) = |
|
|
|
|
|
|
z |
|
|
|
||
|
|
|
(z2 ¡ 1)(z2 + 4) |
, òî- |
÷êà a = 1, ÿêùî ¡1 2 V .
В прикладах 510 519 знайти ряд Лорана для функцi¨ f(z) â êiëüöi
V (a; r; R) представивши цю функцiю у виглядi f(z) = f1(z)f2(z), де функцiя f1(z) аналiтична в областi jz ¡ aj < R, а функцiя f2(z) аналiтична в областi jz ¡ aj > r.
510. f(z) = z3e1=z, де точка a = 0,
0 < jzj < 1. |
|
µ¼ |
|
z |
|
|
¶, äå òî- |
|||
511. |
f(z) = z2 sin |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
z + 1 |
|
|
|||
÷êà a = 0, 0 |
< jzj < 1. |
|
|
|
|
|||||
512. |
f(z) = z3 cos µ |
1 |
|
¶, äå òî- |
||||||
z |
2 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
¡ |
|
|
|
|
÷êà a = 2, 0 |
< jz ¡ 2j < 1. |
|||||||||
513. |
f(z) = z2 sin |
µ¼ |
z |
|
|
|
¶, äå òî- |
|||
|
|
|
|
|
|
z + 1 |
|
÷êà a = 0, 0 < jzj < 1.
ez
514. f(z) = z(1 ¡ z), де точка a =
0, 0 < jzj < 1.
515. |
f(z) = z(z |
¡+¡1)¢, де точка |
||||||||
|
|
exp |
1 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
z 1 |
|
|
|
|||
a = 1, 1 < jz ¡ 1j < 2. |
|
|
||||||||
516. |
f(z) = exp ·2 µz ¡ z ¶¸, äå |
|||||||||
|
|
|
|
|
t |
1 |
|
|||
точка a = 0, 0 < jzj < 1. |
|
|
||||||||
517. |
f(z) = ez ln |
z ¡ ® |
|
|
||||||
z ¡ ¯ ,де точка |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
a = 0, max(j®j; j¯j) < jzj < 1. |
||||||||||
518. |
f(z) = z exp |
µz ¡ 1 |
¶, äå òî- |
|||||||
|
1 |
|
|
1 |
|
|
||||
÷êà a = 1, 0 < jz ¡ 1j < 1. |
||||||||||
519. |
f(z) = z ¡ i exp µz |
¶, äå òî- |
||||||||
|
1 |
|
3 |
|
|
÷êà a = 0, 0 < jzj < 1.
2.8. Обчислення лишкiв |
33 |
В прикладах 520 528 для функцi¨ f(z) знайти головну частину ряду Лорана в околi точки z0 та з'ясувати тип цi¹¨ точки.
520. f(z) = ctg ¼z, де точка z0 =
0; §1; §2; : : :.
1
521. f(z) = sin ¼z , де точка z0 =
0; §1; §2; : : :.
z
522. f(z) = (z2 + b2)2 , де точка
z0 = ib.
523. |
f(z) |
= |
|
zeiz |
|
|
|||
(z2 + b2)2 |
, |
äå |
точка |
||||||
z0 = ib, b > 0. |
|
(z2 |
+ 1)2 |
|
|
|
|
||
524. |
f(z) |
= |
|
|
|
|
|
||
|
z2 |
+ b2 , |
äå |
точка |
|||||
|
|
|
|
z0 = 1.
eiz
525. f(z) = z2 + b2 , де точка z0 =
ib, b > 0.
z ¡ 1
526. f(z) = sin2 z, де точка z0 = 0.
ez + 1
527. f(z) = ez ¡ 1, де точка z0 =
0; §2¼i; §4¼i; : : :.
z
528. f(z) = (z + 2)2 , де точка
z0 = ¡2.
Ÿ2.8. Обчислення лишкiв
Лишком функцi¨ f(z) в iзольованiй особливiй точцi a назива¹ться
число |
1 |
|
|
res f(z) = |
f(z)dz; |
||
2¼i |
|||
z=a |
Z |
||
|
|
C |
äå C довiльна кусково-гладка жорданова крива, що знаходиться в областi аналiтичностi f(z) i охоплю¹ a, причому контур C разом iз областю,
яку вiн охоплю¹, не мiстить iнших особливих точок, крiм a. Значення
лишка може бути легко пiдраховано, якщо розкласти функцiю в ряд Лорана: лишок функцi¨ f(z) â ñêií÷åíié òî÷öi a äîðiâíþ¹ êîåôiöi¹íòó ïðè
1=(z ¡ a) в лоранiвському розкладi f(z) â îêîëi a:
res f(z) = c¡1:
z=a
Основнi формули обчислення лишкiв в iзольованих особливих точках: 1± усувнiй особливий точкi, або точцi аналiтичностi, лишок дорiвню¹
нулевi.
2± в простому полюсi
res f(z) = lim(z ¡ a)f(z);
z=a z!a
Зокрема, нехай f(z) = Á(z)=Ã(z), äå Á; à 2 A(U(a; ")), причому Á(a) 6= 0, Ã(a) = 0 òà Ã0(a) =6 0, тобто функцiя f(z) ì๠â a простий полюс,
34
òîäi
Глава 2. Аналiтичнi функцi¨
res |
Á(z) |
|
= |
|
Á(a) |
: |
|
Ã0(a) |
|||||
z=a Ã(z) |
|
|
3± в полюсi n го порядку
res f(z) = |
1 |
lim |
dn¡1 |
³ |
(z |
¡ |
a)nf(z) ; |
|
|
||||||
z=a |
(n ¡ 1)! z!a dzn¡1 |
|
´ |
Зокрема, нехай f(z) = Á(z)=(z¡a)n, äå Á 2 A(U(a; ")), причому Á(a) =6 0, òîäi
res |
Á(z) |
= |
Á(n¡1)(a) |
; |
|
|
|
(n ¡ 1)! |
|||
z=a (z ¡ a)n |
|
|
|
4± в сутт¹во особливiй точцi використову¹ться тiлькi така формула
res f(z) = c¡1:
z=a
Лишком функцi¨ f(z) в нескiнченно вiддаленiй точцi z = 1 ¹ число
res f(z) = |
1 |
f(z)dz; |
|
2¼i |
|||
z=1 |
Z |
||
|
|
°¡ |
äå °¡ êîëî jzj =
никовою стрiлкою З цього означення
R досить великого радiуса, що обходиться за годин-
(òàê ùî îêië 1 обходиться в додатньому напрямку). випливатиме, що
res f(z) = ¡c¡1:
z=1
В прикладах 529 551 обчислити лишок функцi¨ в зазначенiй точцi.
529. |
res |
exp(z2) |
|
||||||
|
z2n+1 . |
||||||||
|
z=0 |
|
|||||||
530. res z |
1 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
||||
exp µz ¡ 1 |
|||||||||
|
z=1 |
|
|||||||
531. |
res z2 sin(¼=z). |
||||||||
|
z=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
532. |
res zn exp(a=z). |
||||||||
533. |
z=1 |
|
cos z |
||||||
res |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
z=¼=4 z ¡ (¼=4). |
534. res
ez
z=1 (z ¡ 1)2 .
¶
.
535. |
res e1=z. |
|
|
|
||||
|
z=1 |
sin z |
|
|
|
|||
536. |
res |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
z2 . |
|
|
|
||||
|
z=1 |
|
|
|
|
|||
537. |
res |
z4 + 1 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
z=1 z6 ¡ 1. |
|
2z |
¶. |
||||
|
z=1 |
µ |
|
|||||
538. |
res cos ¼ |
z + 2 |
|
|||||
|
|
|
||||||
539. |
res z cos2(¼=z). |
|
||||||
|
z=1 |
|
sin(1=z) |
|
||||
540. |
res |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
z ¡ 1 . |
|
||||||
|
z=1 |
|
|
541.
542.
N.
543.
544.
res
z=1
res
z=0
res
z=0
res
z=0
cos2(¼=z)
z + 1 .
zn¡1
sinn z , äå n 2
sin 3z ¡ 3 sin z sin z(sin z ¡ z).
tg z ¡ z
(1 ¡ cos z)2 .
2.8. Обчислення лишкiв
zn¡2
545. res shn z , äå n =
z=0
2; 3; : : :.
546. res zn¡3 ctgn z,
z=0
|
|
|
|
|
|
|
|
|
35 |
|
äå n = 2; 3; : : :. |
|
|
|
res(z+1)3 exp |
|
1 |
. |
|||
|
|
549. |
|
|||||||
547. res |
1 |
2 . |
z ¡ 1 |
|||||||
|
|
z |
|
|
|
z=1 |
|
|
|
|
z=0 ch z ¡ 1 ¡ 2z |
|
|
550. |
res ez ln |
z ¡ ® |
|
|
|||
|
|
z ¡ ¯ . |
|
|||||||
548. res ln |
z ¡ 1 |
|
|
|
z=1 |
|
||||
z + 1. |
|
|
|
|
||||||
z=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
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|
551. res |
(z10 + 1) cos(1=z) |
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||||||||||||||||||||
(z5 + 2)(z6 ¡ 1) . |
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|||||||||||||||||||||||
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|
z=1 |
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|
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|||||||||||||||||||
|
|
|
В прикладах 552 573 обчислити лишкi функцi¨ f(z) в усiх особливих |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
точках z 2 |
|
|
|
. |
|
|
|
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||||||
C |
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||||||||||||
552. f(z) = |
1 |
|
|
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|
|
n |
2 N |
: |
|
|
|
|
|
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568. f(z |
) |
|
= |
|||||||||||||||||||||
|
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|||||||||||||||||||||||||||||
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10 |
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sin z2 |
. |
|
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1 + z |
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||||||||||||||||||
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|
560. f(z) = cth2(¼z): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
553. f(z) = |
|
|
|
|
sin ¼z |
|
. |
561. f(z) = |
1 |
: |
|
|
z6(z2 + 4) |
. |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
(z ¡ 1)3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
z + z3 |
569. f(z) |
|
= |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
554. |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
562. f(z) = th z: |
|
|
|
1 + z2n |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
f(z) = |
ez + 1 |
. |
|
|
|
|
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|
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|
z2 |
|
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|
, äå a 6= 0, |
||||||||||||||||
|
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|
zn(z |
¡ |
a) |
||||||||||||||||||||||
|
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|
cos z |
|
|
|
|
563. f(z) = |
|
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|
|
. |
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|||||||||||
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||||||||||||||
555. f(z) = |
|
|
|
|
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|
|
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|
1 + z4 |
|
|
n = 1; 2; : : :. |
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|||||||||||||||
|
(z ¡ 1)2 . |
|
|
|
|
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|
|
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|||||||||||||||||||||||||||||
556. f(z) |
|
564. f(z) = |
|
|
z2 |
|
|
570. f(z) |
|
= |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
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|
= |
|
|
|
. |
(sin z)(sin(1=z)). |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
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(1 + z)3 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
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1 |
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565. f(z) = ctg ¼z. |
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|
cos z |
||||||||||||||
|
|
2 |
|
|
|
|
2 |
. |
|
|
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|
|
|
571. f(z) = |
|
||||||||||||||||||||||||||
(z |
|
+ 1)(z ¡ 1) |
|
|
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|
. |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
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|
|
|
566. |
f(z) |
|
|
|
|
= |
(z2 + 1)2 |
||||||||||||||||||||||||||||
557. f(z) = |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
572. f(z) |
|
= |
|||||||||||||||||||||||
(z2 + 1)3 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
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|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
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|
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|
|||||||||||||||||||||
558. f(z) = |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
z6(z ¡ 2). |
|
|
|
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|
1 + z8 |
|
|
cos z ch z. |
||||||||||||||||||||||
|
|
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||||||||||||||||||||||||
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|
567. f(z) |
|
|
|
|
= |
z4(z4 + 1) |
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|||||||||||||||||||
|
|
sin ¼z . |
|
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||||||||||||||||||||||||||||
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|
1 + z8 |
|
|
|
|
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|
|
|||||||||
559. f(z) = |
|
|
|
|
|
z2n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
573. f(z) = |
|
sin z |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
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|
z |
6 |
(z + 2) |
. |
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||||||||||||||||
|
|
|
|
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|
(z2 + 1)2 . |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
(z ¡ 1) |
n , |
|
|
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||||||||||||||||||||||||||||||
|
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||||||||||||||||
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Глава 3
Застосування теорi¨ аналiтичних функцiй
Ÿ3.1. Обчислення iнтегралiв по замкнених контурах за допомогою лишкiв
Застосування лишкiвS базу¹ться на теоремi про лишки: нехай функцiя f(z) 2 A (D n k zk), äå k = 1; n < 1. Òîäi
Z |
n |
|
X |
f(z)dz = 2¼i |
res f(z): |
@D |
k=1 z=zk2D |
|
Якщо функцiя f(z) аналiтична на розширенiй комплекснiй площинi всю- |
¢, |
||||
äå k = 1; n < 1, тодi повна сума лишкiв рiвна нулевi: |
f(z) 2 A ¡C n Sk zk |
||||
ду, крiм скiнчено¨ кiлькостi iзольованих особливих точок, |
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
X res f(z) + res f(z) = 0: |
|
|
|
|
|
k=1 z=zk |
z=1 |
|
|
|
|
В прикладах 574 615 обчислити iнтеграл I вздовж межi областi D.
Rdz
574.I = @D 1 + z4 , область D =
fz : jz ¡ 1j < 1g.
D = z : ReRz > 0; z¡< 2 . |
|
|
|
|||||||||
575. I |
= |
|
|
z2dz |
|
, |
|
область |
||||
|
|
|
|
1 |
|
|||||||
f |
@D sin ¼z |
j |
2 |
|
g |
|
|
|
|
|||
|
|
|
j |
|
|
|
|
|
|
|||
576. I |
D = |
R : z |
1 |
1 |
i < 2 |
|
|
|
||||
= |
@D |
(z ¡ 1)2(z2 + 1) |
dz, |
|||||||||
область |
|
f |
z |
j ¡ |
|
¡ j |
|
g |
. |
|||
|
|
|
|
|
|
|||||||
D = z : Re zR> 0; z < 5=2 . |
|
|
|
|||||||||
577. I |
= |
|
|
zdz |
|
|
|
|
|
|
|
|
f |
@D cos ¼z + 1, |
|
область |
|||||||||
|
|
|
j j |
|
|
|
g |
|
|
|
578. I |
= |
|
|
|
|
|
|
sin z |
|
dz, |
область |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
(z + 1)3 |
|||||||||||||||||||
|
= © |
|
: |
@D |
|
dz |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ª. |
|
|||||
D |
x; y |
|
R2=3 |
+ y |
2=3 |
|
2=3 |
|
|
|||||||||||||
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
< 2 |
|
|
|
|
|||||||||
z : z < 2;RIm z > 0 . |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
579. I |
= |
|
|
|
|
|
|
|
область D = |
|||||||||||||
@D |
|
z2 |
+ i, |
|||||||||||||||||||
f |
j j |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
g |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
область D = |
|
Rz : z > 4 . |
|
|
|
|
||||||||||||||||
580. I |
= |
|
|
|
|
|
|
z |
|
exp µ |
1 |
¶dz, |
||||||||||
|
@D |
z + 3 |
3z |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
f |
|
|
|
j j |
|
|
|
g |
|
|
|
|
|||||
D = z : z R> 1=8; z < 8 . |
|
|
|
|
||||||||||||||||||
581. I |
= |
|
|
|
|
|
|
|
zdz |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
@D |
z4 + 5z2 + 4, |
область |
||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
f |
j |
|
|
|
|
|
j |
j |
|
g |
|
|
|
|
|||||||
|
j |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
36
3.1. Обчислення iнтегралiв по замкнених контурах за допомогою лишкiв |
37 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
exp µ |
|
¶dz |
|
|||||||||||||||
582. I |
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
z |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
@D (z2 ¡ 1)2(z ¡ 3)2 , |
||||||||||||||||||||||||
область D = |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
f |
z R: 2 < |
z |
j |
|
< 4 |
g |
. |
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
j |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
583. I |
= |
|
|
tg zdz, |
|
область |
D = |
||||||||||||||||||||||||
|
z : |
Re z |
|
|
|
@D |
|
|
|
|
Im z |
|
< 1; |
|
|
. |
|
|
|
|
|||||||||||
f |
j |
<R |
¼; |
j |
j |
g |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
j |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
584. I |
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
z3 |
|
|
exp |
1 |
dz, |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
@D z + 1 |
|
|
|
|
|
|
|
z |
|
|
||||||
область D = |
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
¡ |
¢ |
|
|||||||||||||||||
f |
z :Rz |
j |
< 2 |
g |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
j |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
585. I |
= |
|
|
|
|
|
(z + 1)2dz |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
@D |
|
|
|
|
(sin ¼z)3 , |
|
|
|
область |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
D = |
f |
z : |
|
z +R1 |
j |
< 1=2 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
j |
|
|
|
|
|
|
dz |
g |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
586. I |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
@D z3(z10 ¡ 2), |
|
|
|
область |
||||||||||||||||||||||||||
D |
|
|
z |
|
|
z |
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
= f |
|
: j |
|
|
j R |
2g |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
587. I |
= |
|
|
R |
z sin2(1=z)dz, область |
@D
D = fz : jzj < 1=3g.
Rz3dz
588.I = @D z4 ¡ 1, область D =
fz : jzj < 2g.
z : z > 7R. |
sin2 z |
dz, область D = |
|
|||||||||||||||||
|
z5 |
|
|
|
|
|||||||||||||||
589. I = |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
f j |
j |
|
@D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
g |
|
|
z R: z < 3 . |
|
|
|
|||||||||||||
область D = |
|
|
|
|
||||||||||||||||
590. I |
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
z2 sin2(1=z) |
dz, |
|
|||||||
|
f |
@D (z ¡ 1)(z ¡ 2) |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
D = z : R |
|
|
|
j j |
g |
|
|
|
||||||||||||
|
z > 0; Im z > 0; z < 2 |
|
||||||||||||||||||
591. I |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dz |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
@D z3(2z5 ¡ 64i), область |
. |
|||||||||||||||
|
f |
|
|
Re |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
j j g |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z |
|
|
|
|||
592. I |
= |
|
|
|
sin |
|
|
|
dz, |
область |
|
|||||||||
@D |
|
z + 1 |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
D = |
|
z : |
z |
|
> |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
f |
j |
R |
3 |
g |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
D = |
|
|
j |
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
z : z |
|
3 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
593. I |
= |
|
|
|
|
(z2 + 1)dz |
|
|
|
|||||||||||
|
@D |
|
|
(z + i)2 , |
область |
|
||||||||||||||
|
f |
|
|
j |
j |
< |
|
|
= |
|
|
g |
. |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
¡ |
|
|
594. I = |
z sin |
z + 1 |
dz, область |
@D |
z 1 |
D = fz : jzj < 2g.
область D = |
|
z : |
|
R z > 0; |
dz |
z > 0; z < |
||||||||||||||
595. I |
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
@D (z2 ¡ 4z + 5)2 , |
|||||||||||||||||
|
|
|
f |
|
Re |
|
|
|
|
|
|
Im |
|
|
j j |
|||||
D = z : z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
R1 > 1¡. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
596. I |
= |
|
|
sin |
|
|
|
1 |
|
|
dz, |
|
|
|
область |
|||||
@D |
|
z |
|
|
|
1 |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
f |
j |
j |
|
|
g |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
¡ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D |
= |
||||||||
a > |
|
0, |
|
Rобласть |
|
|
|
|
||||||||||||
597. I |
= |
|
|
|
|
|
|
|
z2 |
|
|
|
|
dz, |
äå |
|||||
|
|
|
|
@D |
(z |
|
+ a ) |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
fz : Im z < 0; jzj < 3ag. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
598. I |
|
= |
|
@D exp µ |
|
|
|
1 |
¶ |
dz |
, |
|||||||||
|
|
1 |
|
|
z |
z |
||||||||||||||
область D = |
|
z :Rz |
|
|
|
2 + z + 2 < 6 . |
||||||||||||||
|
|
|
f |
|
j |
|
¡ |
|
j |
|
¡ |
|
j g |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
j |
R2z ¡ 3
599.I = @D (z2 + ¯2)2 dz, область
D = fz : ¡1 < Re z < 2; 0 <
Im z < 2¯g.
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
z |
|
|
|
|
|
|
600. I = |
z cos |
|
|
|
|
|
dz, область |
||||||||||
|
|
|
@D |
|
|
|
|
z + 1 |
|
|
|
|
|||||
D = fz : jzj > 2g. |
|
|
|
|
|
|
dz |
||||||||||
601. I |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
@D |
|
(z2 + 2z + 10)2 , |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
область D = |
f |
z : Rz |
j |
> 4 . |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
j |
|
|
|
|
|
g |
||||||
602. I |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
sin z |
|||||||
|
@D |
|
|
dz, |
|||||||||||||
|
(z3 ¡ z)(z ¡ i) |
||||||||||||||||
область D = |
f |
zR: |
j |
z |
¡ |
1 |
j |
< 1 . |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
g |
|||||||||
603. I |
= |
|
|
|
|
|
|
|
2z2 + 4z ¡ 1 |
dz, |
|||||||
|
|
|
|
|
|
@D |
|
z3(z2 + i)2 |
|||||||||
область D = |
f |
Re Rz > |
¡ |
1=2; Im z > |
|||||||||||||
¡1; jzj < 5g. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
ctg z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
604. I = |
dz, область D = |
||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||
|
|
|
@D |
|
z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f |
z : z |
j |
> 1 R. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
j |
g |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
38 |
Глава 3. Застосування теорi¨ аналiтичних функцiй |
область D = |
|
z : zR < 3 |
¡. |
|
|
|||||||||||||
605. I |
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
cos2 z |
|||||
|
|
|
|
|
@D |
z(1 |
z + z2)2 , |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
f |
|
|
|
|
|
|
g |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
j |
j |
|
|
|
|
|
|||
606. I |
= |
|
|
|
|
|
e¼z |
|
|
dz, |
область |
|||||||
|
@D |
2z2 ¡ i |
||||||||||||||||
D = |
f |
z : z |
j |
<R1; Re z > 0; Im z > 0 . |
||||||||||||||
|
|
j |
|
|
z : Rz < 5 . |
|
g |
|||||||||||
область D = |
|
|
|
|||||||||||||||
607. I |
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
dz, |
||||
|
|
|
|
@D |
z2 ¡ 2iz ¡ 2 |
|||||||||||||
D = |
|
|
|
|
|
f |
|
|
|
j |
j |
|
|
|
g |
|
|
|
|
z : z >R4 . |
¡ |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
608. I |
= |
|
|
|
|
|
|
z |
|
dz, |
область |
|||||||
|
@D |
|
ez2 |
|
|
1 |
||||||||||||
|
f |
|
j |
j |
|
g |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
D = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
z : z <R4 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z sin z |
|
|
|
||||||
609. I |
= |
|
@D |
|
z2 + i9 |
dz, |
область |
|||||||||||
|
f |
|
j |
j |
|
g |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
R |
|
|
¡ |
|
|
|
|
|
|
||||||
610. I |
= |
|
|
|
|
|
|
z3 |
|
dz, |
область |
|||||||
|
|
@D |
|
ez2 |
|
|
1 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D = fz : jzj < 4g.
Re2z
611.I = @D i ¡ 8z3 dz, область D =
fz : jzj < 1g.
Rdz
612.I = @D 125i + z3 , область D =
fz : Re z > 0; Im z > 0; 4 < jzj < 7g.
613.I = R z2dz D =2
n |
|
|
@D ei2¼z |
|
¡ 1, область |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
o |
|
||
z : jzj < [n + (1=2)]1=2 |
, |
äå n = |
||||||||||
0; 1; 2; : : :. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
614. I |
= |
|
|
ln |
z + 1 |
dz, |
область |
|||||
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
@D |
. |
z ¡ 1 |
|
|
||||
D = |
|
z : z |
> |
2 |
|
|
|
|
||||
f |
R |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
j j |
|
|
g |
|
|
|
|
|
||
D = z : z +R1 < 1=2 . |
|
|||||||||||
615. I |
= |
|
|
cos z |
|
dz, |
область |
|||||
@D |
ln z + i¼ |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
f |
|
j |
|
j |
|
|
g |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Ÿ3.2. Обчислення простiших визначених iнтегралiв за допомогою теорi¨ лишкiв
Ÿ3.2.1. Iнтеграли вигляду I = R02¼ R(cos '; sin ')d'
Нехай R(x; y) рацiональна функцiя. Тодi
2¼ |
n |
z=zk |
z |
"2 |
|
+ z |
|
2i |
|
¡ z |
¶ |
# |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
0 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
X |
1 |
|
1 |
|
1 |
|
1 |
|
1 |
|
||||||
R(cos '; sin ')d' = 2¼ |
|
res |
|
R |
|
|
z |
|
|
; |
|
z |
|
|
: |
|
Z |
k=1 z U(0;1) |
|
|
|
|
µ |
|
|
¶ |
|
µ |
|
|
|
В прикладах 616 647 обчислити iнтеграл I.
616.
617.
618.
I = R¼
¡¼
I = R¼
¡¼
I = R¼
0
d'
5 + 3 cos '. d'
13 + 12 sin '.
1 + sin2 'd'.
2¼ |
cos2 ' |
|
619. I = R0 |
|
d'. |
13 + 12 cos ' |
620. I = R¼ ctg(' ¡ia)d', äå a > 0.
0
621. I = R¼ e2i' ctg(' ¡ ia)d', äå
0
3.2. Обчислення простiших визначених iнтегралiв. . . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
39 |
||||||||||||||||||||||||||||
622. I = |
¼ |
|
|
|
|
|
|
|
|
sin2 ' |
|
2 d', äå |
|
a > 1I. = |
R0 |
1 ¡ 2a cos ' + a2 d' äå |
||||||||||||||||||||||||||||||
a > 0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
634. |
|
2¼ |
|
|
cos2 |
3' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
¡R¼ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
j j |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
a > 1. |
1 ¡ 2a cos ' + a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2¼ |
|
|
cos2 3' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
623. I = |
¼ |
1 |
|
|
|
2a cos ' + a2 d', äå |
|
a = 1. |
R0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
1 ¡ 2a cos ' + a |
2 d' äå |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
¼ |
|
|
|
|
|
|
|
|
sin2 |
' |
|
|
|
|
|
|
|
|
635. I = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
1 < a < ¡1R. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
¡ |
|
|
|
|
|
|
¡ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
j j |
|
|
2¼ |
|
|
|
d' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
¼ |
1 |
|
|
|
2a cos ' + a2 d', äå |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
j j |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
624. I = |
|
|
|
|
636. I = |
R02¼1 + a cos ', äå |
< 1. |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
a = 1. |
¼ |
|
|
|
|
|
|
¡ |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d' |
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
|||||||||||||
¡R |
|
|
|
|
|
|
sin |
' |
|
|
|
|
|
|
|
|
637. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b < a.I = R0 |
|
|
|
|
, äå |
|
0 < |
|||||||||||||||||||||||
625. I = |
2¼ |
|
|
|
|
|
|
|
d' |
|
|
a > 1. |
|
|
|
(a + b cos ')2 |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
R2¼ |
|
|
|
|
|
|
|
|
' |
|
|
|
|
|
|
|
|
d' |
2 |
|
|
|
2 , äå 0 < |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
638. I = |
2¼ |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
0 |
a + sin ', äå |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
R0 |
|
|
|
|
d |
|
|
|
|
R0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
626. I = |
|
|
|
|
|
|
|
, äå ¡1 < a < |
|
b < a. |
|
(a + b cos ') |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
a + sin ' |
|
|
2¼ |
cos2 2' |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
¼ |
|
|
|
|
|
|
|
|
cos2 2' |
|
|
|
|
|
|
|
|
639. I = |
R0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d', |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|||||||||||||||
|
1 |
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
äå jpj < 1. |
|
|
1 ¡ 2p cos 2' + p |
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
627. I = |
¡¼ 1 ¡ 2a cos ' + a2 d', äå |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
¡ |
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
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|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
< a < 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2¼ |
cos |
|
|
2' |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
¼ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
640. |
|
|
|
R0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
1¡2a cos '+a2 d', äå ¡1 < |
|
|
|
|
1 ¡ 2p cos 2' + p |
2 d' |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
628. I = |
¼ |
|
|
|
|
|
äå |
p > 1. |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
a < 1, n =¡R0; |
|
|
|
cos n' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
1; 2; : : :. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
j j |
|
|
|
2¼ |
cos2 2' |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R0 |
|
|
|
|
d', |
|||||||||||||||||||||||||
629. I = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d', äå |
|
|
|
|
|
|
1 ¡ 2p cos 2' + p2 |
||||||||||||||||||||||
¼ 1 |
|
|
|
2a sin ' + a2 |
|
äå |
p |
= 1. |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
1 < a < ¡1R, n |
|
¡= 1; 2; : : :. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
j j |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
¼ |
|
|
|
|
|
|
|
|
sin n' |
|
|
|
|
|
|
|
|
641. I = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
630. I = |
¼ (15 + 4 cos ' cos n'd', |
|
b < a.I = |
R0 |
|
(a + b cos ')3 , äå |
|
0 < |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
¡ |
|
|
¼ |
|
|
|
|
|
|
|
+ 2 cos ')n |
|
|
|
|
|
|
|
642. |
|
2¼ |
|
|
d' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
äå n = 0; 1¡R; 2; : : :. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2¼ |
|
cos 2'd' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
631. I = |
¼ |
µ |
|
|
sin ' ¡ sin a |
¶ |
ein'd' |
, a. |
|
|
R0 |
|
|
|
|
|
0 < b < |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
a + b cos ', äå |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
¼ |
|
|
|
|
|
cos2 ' |
cos2 a |
|
|
|
n |
|
|
|
643. I = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
¡ |
2¼ |
|
|
¡ |
|
|
|
|
|
|
|
d', |
|
b. |
|
|
2¼ |
a cos ' + b, äå 0 < a < |
||||||||||||||||||||||||||
632. I = |
|
|
cos2 3' |
|
|
|
|
|
|
I = R0 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
äå 0 < a <R¼=2, n = 1; 2; 3 : : :. |
|
|
|
|
644. |
|
|
|
|
sin 2'd' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
äå 0 < p < 1.R0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
1 ¡ 2p cos 2' + p2 |
|
|
|
645. |
|
2¼ |
|
|
sin2 'd' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b < a.I = |
R0 |
|
|
|
, äå |
|
0 < |
|||||||||||||||||||||||
633. I |
2¼ |
|
|
|
|
|
cos2 3' |
|
|
|
|
|
|
äå |
|
|
(a + b cos ')2 |
|
||||||||||||||||||||||||||||
a |
< 1. = R0 |
|
|
|
|
1 ¡ 2a cos ' + a2 d' |
|
|
646. I = |
¼ |
|
|
cos2 'd' |
|
|
|
0 < a < 1. |
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
j j |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R0 1 ¡ a sin2 ', |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40 |
Глава 3. |
Застосування теорi¨ аналiтичних функцiй |
||||
647. I = R0 |
1 ¡ a sin2 ', 0 < a < 1. |
|
|
|||
¼ |
cos2 'd' |
|
|
|
R |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|||
Нехай функцiя f(z) |
f(z) |
|||||
Ÿ3.2.2. |
Iнтеграли вигляду I = |
|
R f(x)dx |
мероморфна на верхнiй пiвплощинi, |
2 |
|
M(C+), мiстить лише скiнчену кiлькiсть полюсiв, не ма¹ особливих точок на дiйснiй вiсi та задовольня¹ оцiнку
|
jf(z)j z |
· |
|
1 |
; ± > 0: |
|
|
z |
1+± |
||||
|
|
!1 j |
j |
|
||
Òîäi |
|
|
|
|
|
|
|
f(x)dx = 2¼i |
res f(z) |
||||
|
Z |
|
|
zk |
C+ z=zk |
|
|
R |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
X |
Припустимо, що пiдiнтегральна функцiя ма¹ полюси на дiйснiй вiсi в точках x = xk. Тодi iнтеграл розбiга¹ться. Але в цьому випадку може
збiгатися його головне значення в сенсi Кошi. Нехай функцiя f(z) 2
M(C+), що ма¹ лише скiнчену кiлькiсть полюсiв, задовольня¹ оцiнку jf(z)j · jzj11+± ïðè z ! 1, äå ± > 0. Òîäi
? |
X |
X |
f(x)dx = 2¼i |
res f(z) + ¼i |
res f(z); |
|
z=zk |
z=xk |
R |
zk2C+ |
xk2R |
В прикладах 648 696 обчислити iнтеграл I.
2 |
|
|
R . |
|
|
|
|
|
648. I = |
1 |
|
dx |
|||||
¡1 |
(x2 |
+ px + q)3 , äå |
||||||
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||
¢ = p ¡ 4q < 0 |
|
|
|
|
||||
|
R |
|
2x + 1 |
|
|
|
||
|
1 |
|
|
|
|
|||
649. I = |
|
x6 + i |
dx. |
|||||
|
¡1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
dx |
||||
|
1 |
|
|
|||||
650. I = |
|
x4 + 5x2 + 5 |
dx. |
|||||
|
¡1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
dx |
|||
|
1 |
|
|
|
||||
651. I = |
|
|
|
|
|
|
||
|
¡1 |
(x2 + a2)2(x2 + b2), äå |
||||||
a > 0, b > 0. |
|
|
|
|
|
|
||
|
R |
|
|
|
dx |
|||
|
1 |
|
|
|
||||
652. I = |
|
|
|
|
|
|
||
|
¡1 |
|
(x2 + a2)3(x2 + b2), äå |
a > 0, b > 0.
|
R |
|
(x |
|
|
|
2)dx |
|
|
||||
653. I = |
1 |
|
¡ |
|
|
||||||||
¡1 |
x4 + 3x2 + 2. |
||||||||||||
|
|||||||||||||
|
|
|
¡ |
|
|
|
|
|
|
||||
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
654. I = |
1 |
|
(x ¡ 1)x |
dx. |
|||||||||
|
¡1 |
x4 |
|
|
|
2x2 + 2 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1 |
|
|
|
|
dx |
|
|
|||||
655. I = |
|
|
|
, |
äå a > 0, |
||||||||
(x2 |
+ a2)n |
||||||||||||
|
¡1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n = 1; 2; : : :.R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
R |
|
|
|
(2x + 1)2 |
|
|
||||||
656. I = |
1 |
|
|
|
|
dx. |
|||||||
|
¡1 |
(x |
|
+ 2x + 10) |
|||||||||
äå a > 0. |
R |
|
|
|
¡ |
|
|
|
|
|
|||
657. I = |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
dx |
||||
¡1 |
(x2 |
|
|
|
2x + 5)(x2 + a2)2 , |
||||||||
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|