Учебное пособие 800226
.pdf
|
1 1 |
|
|
|
|
1 |
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
1 |
1 |
|
|
|||||
f z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|||||||||||
|
|
|
2 |
|
2 |
|
|
|
1 z |
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|||||||
|
|
|
z |
|
|
5 |
|
4 |
1 z |
4 |
|
||||||||||||
|
5 1 z |
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Воспользуемся разложением (4.12), |
подставляя вместо z для |
первой дроби z2, а для второй z24. Получим ряд Тейлора
|
1 |
|
1 n |
|
1 |
|
1 n |
||||
f z |
|
z2n |
|
|
z2n |
|
|
1 |
|
|
z2n . |
|
|
n 1 |
|
|
n 1 |
||||||
n 0 5 |
|
4 |
|
5n 0 |
|
4 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
Ближайшими к точке z 0 особыми точками являются точки z 1, поэтому радиус сходимости полученного ряда R 1.
|
Пример 9. Разложить в ряд Тейлора по степеням |
z 3, |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
т.е. в окрестности точки z |
3, функцию |
|
f z |
|
|
|
1 |
. |
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 2z |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Решение. Преобразуем данную функцию: |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
1 |
|
. |
||||
|
3 2z |
3 2 z 3 3 |
3 2 z 3 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
3 |
1 |
z 3 |
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Заменяя в разложении (4.12) z на |
z 3 , получим |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
1 |
2 |
|
|
22 |
|
|
|
|
2 |
|
|
23 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
1 |
|
z 3 |
|
|
z 3 |
|
|
|
|
z 3 |
|
|||||||||||||||||||
|
3 2z |
3 |
|
|
|
|
33 |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
3 |
|
|
32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
22 |
|
|
|
|
2 |
|
|
23 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
z 3 |
|
z 3 |
|
|
|
z 3 |
. |
|
||||||||||||||||||||
|
3 |
32 |
33 |
|
34 |
|
Этот ряд представляет собой бесконечную геометрическую прогрессию со знаменателем q 2 z 3 , поэтому он схо-
|
|
|
|
|
2 |
|
|
3 |
3 |
|
|||
дится при |
|
q |
|
|
z 3 |
1 или |
|
z 3 |
|
|
, т.е. радиус сходимо- |
||
|
|
|
|
||||||||||
|
|
3 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сти ряда R 32.
Пример 10. Разложить |
f z ln 2 z z2 |
в окрестно- |
|||||||||
сти точки z 0 в ряд Тейлора. |
|
|
|
|
|||||||
Решение. Преобразуем данную функцию: |
|
|
|
||||||||
ln |
|
2 z z2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ln 1 z |
2 z ln 1 z ln 2 z |
||||||||
|
|
|
|
|
|
z |
|
|
|
z |
|
ln 1 z ln 2 1 |
|
|
ln 1 z ln2 ln 1 |
|
. |
||||||
2 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
Первое слагаемое раскладываем в ряд по формуле (4.10), второе слагаемое является постоянной, третье слагаемое раскла-
|
z на |
|
|
z |
||
дываем в ряд по формуле (4.10), заменяя в ней |
|
|
. |
|||
2 |
||||||
|
|
|
|
|
Получаем
ln 2 z z2 ln2 z |
z2 |
|
z3 |
|
z |
|
|
z2 |
|
|
z3 |
|
||||||||||
|
|
|
|
2 2 |
2 |
3 |
||||||||||||||||
|
|
|
|
2 |
3 |
2 |
|
|
|
|
3 2 |
|
|
|
||||||||
|
n 1 |
zn |
|
|
zn |
|
|
|
|
|
|
|
n |
1 |
|
zn |
||||||
ln2 1 |
|
|
|
|
|
|
|
ln2 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
. |
|||||
|
|
|
|
|
|
2n |
|
|||||||||||||||
n 1 |
|
n |
n 1 n2n |
|
n 1 |
|
|
|
|
|
|
n |
Ближайшей к точке z 0 особой точкой данной функции является точка z 1, поэтому радиус сходимости полученного ряда R 1.
Пример 11. Найти несколько первых членов разложения
в ряд по степеням |
z функции |
|
f z tgz и найти |
радиус |
|||
сходимости ряда. |
|
|
|
|
|
|
|
Решение. Пусть искомый ряд имеет вид |
|
|
|||||
f z |
c c z c z |
2 c z3 , |
|
|
|||
|
0 |
1 |
2 |
3 |
|
|
|
где коэффициенты c |
находим по формуле (4.9) c |
f n 0 |
|||||
|
|
. |
|||||
|
|
||||||
n |
|
|
|
n |
n! |
||
|
|
|
|
|
|
c0 f 0 0 f 0 tg0 0.
Найдем производные f n z . Имеем
80 |
81 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
z |
|
2 |
z , |
|
|
|
|
f |
z cos2 z |
или f |
1 f |
|
|
(1*) |
||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||
f z 2f z f z , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
f z |
2 f 2 z f |
z f z , |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f IV z |
2 3f |
z f |
z f |
z f z , |
|
|
|
(2*) |
|||||||||
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
fV z 2 |
3f 2 |
z 4f z f z |
f z f |
IV z |
|
||||||||||||
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
............................................................................... |
|
||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Полагая в (1*) и (2*) z 0, найдем |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
f 0 1, |
f 0 0 , |
f 0 2, |
|
f IV 0 0, |
fV 0 16, |
|
Подставляя найденные значения производных в ряд, получим
tg z z 2 z3 16 z5 3! 5!
Ближайшей к точке z 0 особой точкой данной функции является точка z 2, поэтому радиус сходимости полученного ряда R 2.
|
|
|
|
4.4. Ряды Лорана |
|
|
|
|
|
|
|||||||
Рядом Лорана называется ряд вида |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
c n |
|
|
|
c 2 |
|
|
c 1 |
|
||||
cn z z0 n |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
n |
|
2 |
z z0 |
|||||||||||||
n |
|
|
|
|
z z |
0 |
|
|
z z |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
||
c |
c |
z z |
0 |
c z z |
0 |
2 |
c |
n |
z z |
0 |
n |
, |
(4.13) |
||||
0 |
1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где z0 – фиксированная точка комплексной плоскости, а cn –
коэффициенты ряда Лорана (заданные комплексные числа). Теорема Лорана. Если функция f z однозначна и ана-
литична в кольце 0 r z z0 R , то в этом кольце она пред-
|
|
ставима сходящимся рядом Лорана: f z |
cn z z0 n , |
|
n |
причем это представление единственно; а коэффициенты cn
однозначным образом определяются равенствами
cn |
1 |
|
|
f z |
dz , r R, n 0, 1, 2, (4.14) |
||
|
n 1 |
||||||
|
2 i |
|
z z0 |
|
z z0 |
||
|
|
|
На практике при нахождении коэффициентов cn стара-
ются избегать применения формул (4.14), так как они приводят к громоздким выкладкам. Обычно, если это возможно, используются готовые разложения в ряд Тейлора элементарных функций.
Если функция |
f z аналитична в круге |
z z0 |
R , то |
разложение f z в |
ряд Лорана в этом круге представляет со- |
бой разложение f z в ряд Тейлора – в этом разложении от-
сутствуют слагаемые, содержащие отрицательные степени
z z0 .
Ввыражении (4.13) ряд
1 |
n |
|
c n |
|
|
c 2 |
|
|
|
|
c 1 |
|
|
cn z z0 |
|
|
|
|
|
|
(4.15) |
||||||
|
z z0 |
n |
z z0 |
2 |
|
z z |
|
||||||
n |
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
||||
называется главной частью ряда Лорана, а ряд |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
cn z z0 n c0 c1 z z0 cn z z0 n |
(4.16) |
||||||||||||
n 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
называется правильной частью ряда Лорана. |
|
|
1 |
|
|
||||||||
Пример 12. Разложить функцию f z |
|
в ряд |
|||||||||||
|
z2 1 2 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Лорана в кольце 0 z 1 2.
82 |
83 |
Решение. Преобразуем данную функцию следующим образом:
|
f z |
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
1 |
|
|
1 |
|
2 |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
z2 1 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
4 |
z 1 |
|
|
z 1 |
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
1 |
|
1 |
|
1 |
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
1 |
|
. |
(1*) |
||||||
4 z 1 2 |
4 z 1 |
4 z 1 |
4 z 1 2 |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Первые два слагаемых в правой части (*) имеют нужный вид, так как представляют собой степени разности z 1. Последние два слагаемых запишем в виде
1 |
|
|
1 |
|
1 1 |
|
|
1 |
|
1 |
z 1 |
2 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
1 |
|
. |
||||
|
|
z 1 2 |
|
|
|
z |
|
|
|
|
||||||||
z 1 |
|
|
21 |
1 |
z 1 2 |
|
4 |
|
|
2 |
|
|
||||||
|
|
|
2 |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Применяя формулу (4.12), а затем формулу (4.11) при 2, получим
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
z 1 |
|
|
z 1 2 |
|
z 1 3 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
(2*) |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
z 1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
z 1 |
|
|
|
|
2 |
2 1 z 1 2 |
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
z 1 2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
2! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 2 1 2 2 z 1 3 |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
(3*) |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3! |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Подставляя (2*) и (3*) в (1*), найдем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
f z |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
z2 1 2 |
4 z 1 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 z 1 |
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
z 1 |
z 1 2 |
z 1 3 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
84 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
z 1 |
3 |
|
z 1 |
2 |
|
|
|
|
4 |
|
z |
1 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z 1 |
|
|
|
|
|
|
z 1 |
|
|
|
|
|
|
|
z 1 |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4 |
z 1 2 |
4 |
|
z 1 |
16 |
|
|
8 |
|
|
64 |
|
|
64 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
Пример 13. Разложить функцию |
|
|
f z zcos |
|
|
|
z |
|
|
|
в ряд |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
z 4 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Лорана в окрестности точки z0 4. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
Решение. Преобразуем данную функцию: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
zcos |
|
z |
|
z 4 4 cos |
z 4 4 |
z 4 4 cos |
1 |
|
4 |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
z 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z 4 |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
z 4 4 |
cos1cos |
4 |
|
|
|
|
sin1sin |
|
|
4 |
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
(*) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
Для любого комплексного |
|
имеем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
4 |
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
cos 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
|
|
|
sin |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
4! |
|
|
6! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7! |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
2! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3! |
|
5! |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
Полагая |
|
4 |
|
|
|
|
и подставляя в (*), получим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
z 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
f z cos1 z 4 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2! z 4 |
2 |
|
|
|
|
4! z 4 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
sin1 z 4 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
5! z |
4 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3! z 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
cos1 z 4 4 cos1 sin1 |
|
cos1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
sin1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z 4 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
sin1 |
|
|
32 |
|
|
|
|
|
|
cos1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
128 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
cos1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
sin1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z 4 2 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
z 4 3 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Это разложение справедливо для любой точки z 4. В данном случае «кольцо» представляет собой всю комплексную плос-
85
кость с одной выколотой точкой z 4, поэтому «кольцо» оп-
ределяется следующим образом: 0 |
z 4 |
|
. |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
Пример 14. Рассмотреть различные разложения в ряд |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
Лорана функции |
f z |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
по степеням z (z0 0). |
|||||||||||||||||||||||
2 z z2 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Решение. Разложим знаменатель на линейные множите- |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
ли и представим |
f z в виде суммы двух дробей: |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
f z |
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
(1*) |
||||||||||||
1 z 2 z |
3 |
1 z |
2 z |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
Видно, что функция имеет две особые точки: |
z1 1 и |
z2 2. |
|||||||||||||||||||||||||||||||
Следовательно, имеются три |
|
«кольца» |
|
с центром |
в точке |
||||||||||||||||||||||||||||
z0 0, в каждом из которых |
f z |
|
аналитическая (рис. 4.1): |
||||||||||||||||||||||||||||||
I. круг |
|
|
|
z |
|
|
|
1; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
II. кольцо 1 |
|
z |
|
2; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
III. 2 |
|
z |
|
– внешность круга |
|
z |
|
2. |
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
Найдем ряды Лорана для функции в каждом из этих «колец». I. Используя формулу (4.12), получим
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
1 z z2 |
z3 zn , |
|
|
|
|
|
|
|
|
(2*) |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
3 |
|
|
|
1 |
n |
z |
n |
||||||||
1 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
z |
|
z |
|
|
|
|
z |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. (3*) |
||||||||||||||||||
|
2 z |
|
|
|
z |
|
2 |
|
|
|
|
|
n 1 |
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
4 8 |
|
|
2 |
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Условие сходимости ряда (2*) |
|
z |
|
1 и условие сходимости ря- |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
z |
|
|
1 или |
|
z |
|
|
|
z |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
да (3*) |
|
|
|
2 выполняются в области I ( |
|
|
|
1). Под- |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
2 |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ставляя (2*) и(3*) в (1*), получим разложение функции f z в
области I:
1 |
|
|
1 n |
|
1 |
|
1 n |
|||||
f z |
|
zn |
|
|
zn |
|
|
1 |
|
|
zn . |
|
|
|
n 1 |
|
|
n 1 |
|||||||
3 |
|
n 0 |
2 |
|
3n 0 |
|
2 |
|
||||
n 0 |
|
|
|
|
|
Видим, что получился ряд Тейлора. Это является следствием того, что область I представляет собой круг.
II. В этой области 1 z 2, поэтому условие сходимости
ряда (3*) выполняется, а для ряда (2*) нарушается. Преобразуем первую дробь и разложим ее в ряд следующим образом:
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. (4*) |
||||||||||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
z |
z2 |
|
z3 |
zn |
|||||||||||||||||||||||||||
1 z |
|
|
z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
z 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n 1 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
1 |
|
1, т.е. при |
|
|
z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
Этот ряд сходится для |
|
|
|
|
|
1. Подставляя (4*) и |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
z |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
(3*) в (1*), получим разложение функции |
|
в области II: |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 |
|
|
1 |
|
1 n |
|
|
|
|
|
1 1 |
1 |
1 n |
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
f z 3 |
|
zn |
|
|
2n 1 z |
|
|
|
3 |
|
zn |
6 |
2n z |
|
. |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
n 1 |
|
|
|
n 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n 1 |
|
n 0 |
|
|
|
|
|
Видим, что для кольца ряд Лорана содержит и правильную и главную части.
III. В этой области z 2, поэтому условие сходимости
ряда (4*) выполняется, а для ряда (3*) нарушается. Преобразуем вторую дробь и разложим ее в ряд следующим образом:
1 |
|
1 |
|
|
|
1 |
|
2 |
|
4 |
|
8 |
|
|
|
1 |
n 1 |
2 |
n 1 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. (5*) |
z 2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
z |
3 |
|
|
zn |
|
|
||||||||
|
2 z |
|
z z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
z 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Этот ряд сходится для 2 1, т.е. при z 2. Подставляя (4*) и z
(5*) в (1*), получим разложение функции f z в области III:
86 |
87 |
1 |
|
|
1 |
|
1 n 1 2n 1 |
|
1 n 1 2n 1 1 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f z |
|
n |
|
|
n |
|
|
n |
. |
||||||
|
z |
|
3z |
||||||||||||
3 |
|
n 1 z |
|
n 1 |
|
|
n 1 |
|
|
|
Видим, что для бесконечного кольца ряд Лорана содержит только главную часть.
Этот пример показывает, что для одной и той же функции f z ряд Лорана, вообще говоря, имеет разный вид для раз-
ных областей.
|
y |
|
III |
y |
|
III |
||
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
2 |
|
||||
|
|
II |
|
|
|
II |
||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
3 |
x |
||
|
|
|
|
|
-2 |
z0 |
I |
|
-2 |
0 |
1 |
x |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 4.1 |
|
Рис. 4.2 |
|
|
Пример 15. Рассмотреть различные разложения в ряд |
||||
Лорана функции f z |
2z |
по степеням z z (z |
0 |
3 2i). |
|
||||
|
0 |
|
||
|
z2 4 |
|
|
Решение. Разложим знаменатель на линейные множители и представим f z в виде суммы двух дробей:
f z |
2z |
|
|
2z |
|
1 |
|
1 |
. |
(1*) |
z2 4 |
z 2i z 2i |
z 2i |
|
|||||||
|
|
|
|
z 2i |
|
|||||
Видно, что |
функция |
имеет две |
особые |
точки: |
z1 2i и |
z2 2i. Следовательно, имеются три «кольца» с центром в
88
точке z0 3 2i, в каждом из которых функция |
f z анали- |
тична (рис. 4.2): |
|
I. круг |
z z0 |
|
|
|
z 3 2i |
3 (радиус первой окружности); |
||||||||
II. кольцо 3 |
|
z 3 2i |
|
5 (радиус второй окружности); |
||||||||||
|
|
|||||||||||||
III. 5 |
|
z 3 |
2i |
|
– внешность круга |
|
z z0 |
|
5. |
|||||
|
|
|
|
Найдем ряды Лорана для функции в каждом из этих «колец», используя формулу (4.12).
|
|
I. Преобразуем дроби в (1*) и разложим их в ряд: |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
z 2i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 4i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z 3 2i 3 4i |
|
|
|
1 |
z 3 2i |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 4i |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
z 3 2i |
|
z 3 2i 2 |
|
z 3 2i 3 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, (2*) |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 4i |
|
|
3 4i |
|
|
|
|
3 4i |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
3 4i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z 2i |
z 3 2i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 3 |
1 |
|
z 3 2i |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
1 |
|
|
z 3 2i |
|
z 3 2i 2 |
|
|
|
z 3 2i 3 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
(3*) |
||||||||||||||||||
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
z 3 2i |
|
|
|
|
z 3 4i |
|
|
|
3 |
1 и |
|
|
|
z 3 2i |
|
|
3 |
1 в круге |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Так как |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
3 4i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
z 3 2i |
|
3, то ряды (2*) и (3*) сходятся в области I. Подста- |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
вив (2*) и(3*) в (1*), получим разложение функции |
|
|
f z |
в об- |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ласти I: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 n |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
||||||||||||||||||||
|
f z |
|
|
|
|
n 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z 3 2i |
|
n 0 |
|
|
z |
3 2i |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
3 4i |
3 4i n |
|
|
|
3 |
3n |
|
|
89
|
n |
|
3 4i n 1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z 3 2i . |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
n 1 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
n 0 |
|
|
|
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
II. В кольце 3 |
|
|
z 3 2i |
|
|
5 для знаменателей геометри- |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
ческих прогрессий |
|
получаем |
|
z 3 2i |
|
|
|
|
|
z 3 4i |
|
|
|
5 |
1 и |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
3 4i |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
5 |
|
z 3 2i 5 1, поэтому ряд (2*) сходится в этой области, а 3 3
ряд (3*) расходится. Преобразуем вторую дробь и разложим ее в ряд следующим образом:
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
||||||||
|
|
z 2i |
|
|
z 3 2i 3 |
z 3 2i 1 |
|
|
3 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
z 3 2i |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
2 |
|
3 |
|
3 |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, (4*) |
|||||||||
|
|
|
|
|
z 3 2i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
z 3 2i |
|
|
|
|
|
z 3 2i |
|
z 3 2i |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
3 |
1, |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
Так как |
|
|
|
|
|
то ряд (4*) сходится в области II. |
||||||||||||||||||||||||||||||||
z 3 2i |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Подставив |
(2*) |
|
|
и(4*) в |
|
(1*), |
получим |
|
|
|
разложение |
функции |
||||||||||||||||||||||||||
f z в области II: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
1 |
n |
3 4i |
|
n 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
n |
|
||||||||||||||||
|
f z |
|
|
|
|
|
z 3 2i n |
|
1 |
3 |
. |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25n 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
n 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n 0 z 3 2i n 1 |
|
III. В этой области 5 z 3 2i , поэтому условие
сходимости ряда (4*) выполняется, а для ряда (2*) нарушается. Преобразуем первую дробь и разложим ее в ряд следующим образом:
1 |
|
1 |
|
1 |
1 |
|
||
|
z 3 2i 3 4i |
|
|
|
3 4i |
|||
z 2i |
|
z 3 2i 1 |
|
|||||
|
|
|
z 3 2i
90
|
1 |
|
|
|
|
|
3 4i |
|
|
|
3 4i |
2 |
|
3 4i |
3 |
|
||||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, (5*) |
|
|
|
z 3 2i |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
z 3 2i |
z 3 2i |
z 3 2i |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 4i |
|
|
|
|
5 |
|
|
|
5 |
1, то ряд (5*) сходится в об- |
||||||||
Так как |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
z 3 2i |
z 3 2i |
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
ласти III. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Подставив (5*) и(4*) в (1*), получим разложение функ- |
|||||||||||||||||||
ции f z |
в области III: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 n |
3 4i n |
|
|
|
1 n 3n |
|
||||
f z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
z 3 2i n 1 |
|
z 3 2i n 1 |
||||||||||
|
n 0 |
|
|
n 0 |
|
|||||||
|
|
|
3 4i n 1 |
3n 1 |
|
|
||||||
|
|
n 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
z 3 2i n |
|
|
|
|||||||
|
n 1 |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
4.5. Нули функции |
|
|
|
|
||||||
Пусть функция f z |
является аналитической в точке z0 . |
|||||||||||
Точка z0 называется нулем функции f z |
порядка (или крат- |
|||||||||||
ности) n, если выполняются условия: |
|
|
|
|
|
|||||||
f z0 0, |
f z0 0, |
|
, f n 1 z0 0, |
f n |
z0 0. |
|||||||
Если n 1, то точка z0 называется простым нулем. |
|
|||||||||||
Точка z0 |
тогда и только тогда является нулем n-го по- |
|||||||||||
рядка функции |
f z , аналитической в точке |
z0 , |
когда в не- |
|||||||||
которой окрестности этой точки имеет место равенство |
||||||||||||
|
|
f z |
z z |
0 |
n z , |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где функция z аналитична в точке z0 |
и z0 0. |
Пример 16. Найти нули функции f z 1 cosz и опре-
делить их порядок.
91
Решение. |
Приравнивая f z нулю, |
получим cosz 1, |
||
откуда zn 2n 1 |
(n 0, 1, 2, ) – |
нули данной функ- |
||
ции. Далее находим |
|
|
|
|
|
f 2n 1 sin 2n 1 0, |
|||
|
|
|
|
|
f 2n 1 cos 2n 1 1 0. |
||||
|
|
|
|
|
Следовательно, |
точки |
zn 2n 1 |
(n 0, 1, 2, ) явля- |
ются нулями второго порядка данной функции.
Пример 17. Найти нули функции f z 1 ez и опреде-
лить их порядок.
Решение. Приравнивая f z нулю, найдем нули данной функции zn 2n i (n 0, 1, 2, ). Далее находим
f 2n i e2n i 1 0.
Следовательно, точки zn 2n i (n 0, 1, 2, ) – простые нули данной функции.
Пример 18. Найти порядок нуля z0 0 для функции
f z z8 . z sin z
Решение. Используя разложение функции sin z в ряд Тейлора в окрестности точки z0 , получим
f z |
|
z8 |
|
|
|
|
|
|
z8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z8 |
|
|
|||||||
z sin z |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
3 |
|
|
5 |
|
|||||||||
|
|
|
|
z |
|
|
|
z |
|
|
|
z |
|
z |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
z z |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3! |
|
5! |
|
|
3! |
5! |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
z |
5 |
|
|
z5 |
|
|
|
|
|
1 |
|
z |
5 z . |
|
|
||||||||
|
|
|
z |
2 |
|
|
|
1 |
|
|
z2 |
|
|
|
||||||||||||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
3! |
5! |
3! |
5! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
92
z |
– функция, аналитическая |
в точке |
z0 0, причем |
|
0 6 0. Следовательно, точка |
z0 0 является нулем пя- |
|||
того порядка данной функции. |
|
|
||
Пример 19. Найти нули функции f z z2 1 3 sh z и |
||||
определить их порядки. |
|
z2 1 3 sh z 0, |
||
Решение. |
Полагая f z 0, |
получим |
||
откуда |
z2 1 0 |
или sh z 0. Решая эти уравнения, находим |
нули функции |
f z : |
|
|
|
|
z i, |
z i, |
z k i |
(k 0, 1, 2, ). |
||
Пусть z i, тогда функцию f z |
можно представить в виде |
||||
f z z i 3 z , где |
функция |
z z i 3 sh z является |
|||
аналитической |
в |
точке z i, |
причем i 8ishi |
8sin1 0. Это означает, что точка z i есть нуль третьего порядка. Аналогично доказывается, что и точка z i является нулем третьего порядка. Исследуем нули z k i (k 0, 1, 2, ). Находим производную
f z 6z z2 1 2 sh z z2 1 3 ch z ,
f k i k i 2 1 3 cosk 0 .
Следовательно, z k i (k 0, 1, 2, ) – простые нули.
4.6. Изолированные особые точки
Если функция f z аналитична в области D, за исклю-
чением некоторых точек, то эти точки называют особыми. Пусть однозначная функция f z аналитична в некото-
рой проколотой окрестности точки z0 (т.е. в некотором
93
кольце 0 z z0 R), но не аналитична в точке z0 . В этом случае точка z0 называется изолированной особой точкой
функции f z .
Проведем классификацию изолированных особых точек. 1) Изолированная особая точка z0 функции f z назы-
вается устранимой особой точкой, если существует конечный
предел lim f z .
z z0
Изолированная особая точка является устранимой тогда и только тогда, когда главная часть ряда Лорана функции f z в окрестности этой точки тождественно равна нулю.
Пусть функция f z представима в виде |
f z |
z |
и |
|
|||
|
z |
|
изолированная особая точка z0 – нуль порядка k для функции
z |
и нуль порядка m для функции z . Тогда, если k m , |
то z0 |
является устранимой особой точкой. |
Пример 20. Определить характер особой точки для
функции f z 1 e z . z
Решение. Особая точка функции f z есть z0 0.
Первый способ. Найдем предел, пользуясь следствием из второго замечательного предела
lim |
f z lim |
1 e z |
lim |
e z 1 |
1. |
|
z |
|
|||||
z z0 |
z 0 |
|
z 0 |
z |
||
Следовательно, точка z0 0 |
есть устранимая особая точка. |
|||||
Второй способ. Используя разложение в ряд Тейлора для |
||||||
функции e z в окрестности точки |
z0 0, получим лоранов- |
ское разложение функции f z в окрестности нуля
94
f z 1z 1 e z
|
1 |
|
z2 |
|
z3 |
|
z4 |
|
z |
z |
2 |
|
z |
3 |
. |
|||
|
|
1 1 z |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
2! |
|
|
|
3! |
4! |
||||||||||||
|
z |
|
3! |
4! |
|
|
2! |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Это разложение не содержит главной части, поэтому точка z0 0 является устранимой особой точкой.
Третий способ. Запишем функцию в виде
1 e z |
|
|
z |
||
f z |
|
|
|
|
. |
z |
|
||||
|
|
z |
Точка z0 0 является нулем для функций z и z , так как 0 1 e0 0 и 0 0. Найдем производные
z e z , |
0 1 0, |
z 1. |
|
|
|||
Следовательно, точка |
z0 0 |
является нулем первого порядка |
|||||
для функций z и z . Таким образом точка z0 |
0 |
явля- |
|||||
ется устранимой особой точкой для функции f z . |
|
|
|||||
Заметим, что функция |
f z , доопределенная |
в |
точке |
||||
z 0 единицей, т.е. |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 e z |
|
|
|
|||
|
|
|
|
, если |
z 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
f z |
z |
|
|
|
|||
|
|
|
если |
z 0 |
|
|
|
|
1, |
|
|
|
|||
является аналитической и в точке z 0. |
|
|
|||||
2) Изолированная особая точка |
z0 называется полюсом |
||||||
функции f z , если lim f z . |
|
|
|
||||
z z0 |
|
|
|
|
|
Изолированная особая точка является полюсом функции f z тогда и только тогда, когда главная часть ряда Лорана
95
функции f z в окрестности этой точки содержит конечное
(и отличное от нуля) число ненулевых членов
|
c n |
|
|
c 1 |
|
|
|
f z |
|
|
ck z z0 k |
(c n 0). |
|||
z z |
n |
z z0 |
|||||
|
|
k 0 |
|
||||
|
0 |
|
|
|
|
|
При этом наибольшая степень слагаемых в главной части ряда Лорана (n) будет являться порядком полюса.
Точка |
z0 является полюсом |
n-го порядка функции |
||||||||||||||
f z |
тогда и только тогда, когда функция f z |
представи- |
||||||||||||||
ма в виде частного |
f z |
z |
|
, где функция z анали- |
||||||||||||
z z n |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
||
тична в точке z0 |
и z0 0. |
|
|
f z , то z0 |
||||||||||||
Если точка z0 |
– полюс порядка n функции |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
||
– нуль кратности n функции |
|
. |
|
|
|
|
|
|||||||||
f z |
|
|
|
|
|
|||||||||||
Точка |
z0 |
– |
полюс |
порядка |
n |
функции |
f z , если |
|||||||||
lim z z n |
f z C 0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
z z0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z |
|
||
Пусть функция f z |
представима в виде f z |
и |
||||||||||||||
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z |
|||
изолированная особая точка z0 – нуль порядка k |
для функции |
|||||||||||||||
z |
и нуль порядка m для функции z . Тогда, если k m , |
|||||||||||||||
то z0 |
является полюсом порядка n m k . |
|
|
|
||||||||||||
Пример 21. Определить характер особой точки для |
||||||||||||||||
функции f z |
|
|
1 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
sin z z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Решение. Особая точка функции f z есть |
z0 0. Най- |
||||
дем предел lim |
1 |
|
1 |
, следовательно, |
особая точка |
|
|
||||
z 0 sin z z |
0 |
|
|
z0 0 является полюсом. Используя разложение в ряд Тейлора
|
|
z |
3 |
|
|
|
z5 |
|
|
1 |
|
z2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
sin z z |
|
|
|
|
|
z |
3 |
|
|
|
|
, |
получим, |
что |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
3! |
|
|
5! |
|
|
3! |
5! |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
функция |
1 |
|
|
sin z z |
имеет в точке z0 |
0 |
нуль третьего |
|||||||||||||||||
f z |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
порядка. Отсюда следует, что функция |
f z |
|
1 |
|
имеет в |
|||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||
точке z0 0 |
полюс третьего порядка. |
|
|
sin z z |
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
Пример 22. |
Определить характер особой точки для |
|||||||||||||||||||||||
функции |
f z |
|
sin z |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
z3 z2 z 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
Решение. |
|
|
Разложим |
|
знаменатель |
на |
|
множители: |
||||||||||||||||
z3 z2 z 1 z 1 2 z 1 . |
Отсюда получаем, |
что функция |
f z имеет две особые точки z1 1 и z2 1.
Для исследования характера точки z1 1 представим функцию в виде
|
|
|
|
|
|
|
sin z |
|
|
sin z |
|
1 z |
|
|
|
|
|
f z |
|
|
|
|
z 1 |
|
|
, |
|
||||
|
z 1 2 z 1 |
z 1 2 |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
z 1 2 |
|
|||||||
где 1 z аналитична |
в окрестности точки z1 1, причем |
||||||||||||||
|
1 |
sin 1 |
|
sin1 |
|
0 . Следовательно, точка z |
1 явля- |
||||||||
|
|
||||||||||||||
1 |
|
1 1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ется полюсом второго порядка данной функции. Аналогично, для исследования точки z2 1, запишем
96 |
97 |
sin z
|
|
|
f z |
sin z |
|
z 1 2 |
|
2 z |
, |
||
|
z 1 2 z 1 |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
z 1 |
|
|
z 1 |
|||
где 2 z аналитична в окрестности |
точки |
z2 1, причем |
|||||||||
2 |
1 |
sin1 |
0. Следовательно, |
точка |
|
z2 1 |
является про- |
||||
|
|
||||||||||
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
стым полюсом данной функции.
Пример 23. Определить характер особой точки для
функции f z |
sin2 z |
. |
|
||
|
2ez 1 z2 1 |
Решение. Замечаем, что z0 1 является особой точкой функции f z , так как при этом значении знаменатель функ-
ции обращается в нуль. Представим данную функцию в виде
|
sin |
2 z |
|
z |
|
||
|
|
|
|
|
|
. Найдем порядок нуля для функций z |
|
|
2ez 1 |
|
|
||||
|
z2 1 |
z |
|
||||
и z . Имеем: |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
1 sin2 0; |
|
|
z 2 sin zcos z sin(2 z) , |
1 sin 2 0; |
z 2 2 cos 2 z , 1 2 2 cos 2 2 2 0;
1 2e0 1 1 0;
z 2ez 1 2z , 1 2e0 2 0;
z 2ez 1 2, 1 2e0 2 0 ;
z |
2ez 1, 1 2e0 |
2 0. |
Таким образом, z0 1 |
является нулем второго порядка (k 2) |
|
для функции z и нулем третьего |
порядка (m 3) для |
функции z . Следовательно, для данной функции точка
z0 1 есть полюс первого порядка, так как n m k 3 2 1.
Пример 24. Определить характер особой точки для функ-
1 cosz
ции f z . z7
Решение. Очевидно, что z0 0 является особой точкой функции f z . Раскладывая функцию cosz в ряд Тейлора по
степеням z , получим лорановское разложение функции |
f z |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
в окрестности нуля: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z2 |
|
|
|
z4 |
|
|
|
z |
6 |
|
z8 |
z10 |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
1 cosz |
|
2! |
|
|
4! |
|
|
6! |
|
8! |
|
10! |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
f z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
z7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
z2 |
z4 |
z6 |
z8 |
z10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
1 |
|
|
z |
|
z3 |
|
|
|||||||||
2! |
4! |
6! |
8! |
10! |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
z7 |
|
|
|
|
|
2!z5 |
|
|
4!z3 |
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6!z 8! |
10! |
|
Это разложение содержит конечное число членов с отрицательными степенями z . Следовательно, точка z0 0 является
полюсом пятого порядка, так как наибольший показатель степени у z , содержащихся в знаменателях членов главной части ряда Лорана, равен пяти.
3) Изолированная особая точка |
z0 называется сущест- |
венно особой точкой функции f z , |
если lim f z не суще- |
z z0
ствует.
Изолированная особая точка является существенно особой точкой функции f z тогда и только тогда, когда глав-
ная часть ряда Лорана функции f z в окрестности этой точки содержит бесконечное число ненулевых членов.
98 |
99 |