Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


IY. Интеграл от функции комплексного переменного




1. Определение. Предел последовательности этих сумм при , если он существует, не зависит ни от способа разбиения кривой на дуги, ни от выбора точек tk, называется интегралом от функции w = f (z) по кривой L и обозначается

.

Контурный интеграл – это комплексное число.

 

Правило вычисления контурного интеграла:

1. Выделяем в подинтегральной функции действительную и мнимую части, т. е. представляем в виде f(z) = u(x,y) + i v(x,y);

2. Запишем dz = dx + i dy;

3. Составляем произведение f(z) на dz

f(z)dz = (u + iv)(dx +idy) = (udx – vdy) +i(vdx+udy;

4. Вычисляем интеграл вдоль L

Замечания:

1. Если кривая L – есть окружность или часть ее - уравнение этой окружности и функция f(z) непрерывна в каждой точке L, то переменная интегрирования z записывается в показательной форме:

z = R e; dz = Reidφ

2. Если x = x(t), y = y(t),где - параметрические уравнения кривей L,

то z = x(t) + iy(t) называют комплексно – параметрическим уравнением

28). Найти: где L – ломаная ;

29). Найти:

30). Найти где L – отрезок FB:

31). Найти , от т. до т. +1

32). Найти:

2. Формула Ньютона –Лейбница

,

где f(z) – аналитическая функция в области D, а z и z0 есть соответственно начальная и конечная точка пути интегрирования L.

Вычислить

33). 34). , 35). , 36). , 37). .

Теорема Коши для односвязной области

Если функция w = f (z) - аналитическая в односвязной области D и на ее границе L, то, интеграл от f (z) по L равен нулю:

.

Если функция w = f (z) - аналитическая в многосвязной области D и на ее границе Г = L0 + L1 +…+ Ln, то справедливо равенство

- где L0 – внешний контур; здесь все контуры обходятся в одном направлении.

 

Интегральная формула Коши

Пусть w = f (z) аналитична в области D и на ее границе L, тогда для каждой точки имеет место формула

. При этом функция имеет всюду в производные любого порядка, для которых справедливы формулы

Из этих формул можно выразить интегралы:

 

- интеграл Коши

 

Следствие:

Вычислить следующие интегралы, пользуясь теоремой Коши, интегральной формулой Коши и формулами, полученными из интегральной формулы Коши дифференцированием.

Направление вдоль контура в этих задачах – против часовой стрелки.

38). , где - окружность: а) ; б) .

39). , где .

40). , где а) ; б) .

41). , где а) ; б) .

42). , где .

43). , где .

44). , где а) : б) .

45). , где а) ; б) .

46). , где а) ; б) .

 

Y. Особые точки. Вычеты.

Особые точки.

Точка называется особой точкой функции , если функция не аналитична в этой точке; и правильной, если в ней функция аналитична.

Особая точка функции называется изолированной, если в окрестности этой точки функция не имеет других особых точек

Если - изолированная особая точка функции , то в достаточно малом круге с выколотым центром функция будет аналитической и, следовательно, разлагается в ряд Лорана:

.

Изолированные особые точки бывают трех типов:

1) устранимые; 2) полюсы; 3) существенно особые точки.

Тип особых точек определяется либо по количеству членов в главной части ряда Лорана, либо по поведению функции в окрестности особой точки (см. таблицу 1).

Вычеты

Определение: Вычетом функции относительно точки называется число, определяемое равенством:

или ,

где любой замкнутый контур, содержащий ; аналитическая на и в области, ограниченной , за исключением точки ; - первый коэффициент главной части ряда Лорана для функции в окрестности точки .

Формулы для вычетов относительно особых точек даны в таблице 1.

Таблица 1: Классификация особых точек и нахождение вычетов.

 

Особые точки Ряд Лорана с главной частью Поведение в точке Формулы для нахождения вычетов
1. Устранимая Нет главной части.
2. Простой полюс   В главной части одно слагаемое:   1) 2)
3. Полюс кратности В главной части слагаемых: .
4. Существенно - особая   В главной части бесконечно много слагаемых Не вуществует (неопределен - – ность) Разложить в ряд Лорана,

Теоремы о вычетах.

Теорема 1. Если функция аналитична в области , за исключением изолированных особых точек , лежащих в этой области, то для любого простого замкнутого контура , охватывающего точки , .

Теорема 2. Если аналитическая во всей комплексной плоскости, за исключением изолированных особых точек и , то

.

 

47). Найти особые точки и указать их характер (для полюсов определить их порядок)

а) ; б) ; в) ;

г) ; д) ; е) ;

48). Найти вычеты функций в их особых точках.

а) ; б) ; в) ;

г) ; д) ; е) ;

49). Найти ; если а) ; б) ; в) ;

50). Найти , где ;

51). Вычислить , где .

52). Найти , где .

53). Вычислить интеграл , где

54). Найти , где ;

55). Найти , где ;

56). Найти , если а) ; б) ; в) ;

 

57). Вычислить , где

58). Найти , где

Вопросы по теме:

1. Комплексные числа. Действия с ними. Формы записи комплексных чисел.

2. Понятие области (определение, ограниченная область, граница области, многосвязные области)

3. Функция комплексного переменного (определение, область определения, область значения, предел и непрерывность)

4. Дифференцирование ФКП(понятие производной, понятие дифференциала, понятие аналитической функции, условие Эйлера – Даламбера)

5. Элементарные функции и их свойства*: степенная, показательная, логарифмическая тригонометрические, гиперболические, обобщенные степенная и показательная)

6. Интеграл от ФКП и его свойства. Вычисление контурного интеграла*

7. Теорема Коши для односвязной* и многосвязной области*

8. Независимость интеграла от формы пути интегрирования*

9. Понятие первообразной и неопределенного интеграла от ФКП. Формула Ньютона –Лейбница*

10. Интеграл Коши, интегральная формула Коши

11. Ряды Тейлора, Маклорена и Лорана.*

12. Нули аналитической функции*

13. Классификация особых точек (типы изолированных точек: устранимая, полюс, существенно- особая)*

14. Понятие вычета. Основная теорема о вычетах*

15. Вычет относительно полюса*

16. Применение вычетов (практика)

Знать все определения и основные понятия по теме. Уметь вычислять интегралы

 

Тема 6: Операционные исчисления

Литература:

1.Браславская Н. Б. «Операционные исчисления»

2. Пискунов «Дифференциальные и интегральные исчисления», т 2





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-10-06; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 798 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Своим успехом я обязана тому, что никогда не оправдывалась и не принимала оправданий от других. © Флоренс Найтингейл
==> читать все изречения...

2378 - | 2186 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.013 с.