Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лекции ТФКП1.docx
Скачиваний:
35
Добавлен:
25.08.2019
Размер:
2.78 Mб
Скачать

30 Примеры вычисления интегралов с помощью вычетов

Пример

(Рисунок 45). Особые точки: Внутри круга оказываются только две точки: и

П оэтому . Представляют интерес некоторые методы, позволяющие вычислять с помощью вычетов интегралы от функций действительной переменной. Рассмотрим один из них, касающийся несобственных интегралов.

П усть требуется вычислить интеграл , где f функция, аналитическая, например, в замкнутой верхней (или нижней) полуплоскости, за исключением конечного числа особых точек ,не лежащих на оси . Рассмотрим полукруг, ограниченный полуокружностью , лежащей в верхней полуплоскости и отрезком оси , причем выберем так, чтобы все особые точки оказались, внутри полукруга (Рисунок 46.). Тогда по основной теореме о вычетах имеем

т.е.

Так как можно неограниченно увеличивать, то можно перейти к пределу при . При этом мы дополнительно предположим, что при функция бесконечно малая более высокого порядка, чем ,т.е.

при

но

Поэтому т.е.

Существование конечного предела правой части равенства свидетельствует о наличии такого же предела у левой части, т.е. о сходимости несобственного интеграла. В пределе получаем формулу

и теорему:

Теорема Если функция аналитическая в замкнутой верхней полуплоскости, за исключение конечного числа особых точек, не лежащих на оси , и при есть бесконечно малая более высокого порядка, чем то верна формула .

Пример Вычислим Особые точки находим из уравнения ,

где . Из четырех значений корня берем только те, которые принадлежат верхней полуплоскости: и . Они являются простыми полюсами, поэтому

Ответ, естественно, должен быть действительным (даже положительным) числом.

Читателя, желающего более глубоко ознакомиться с курсом, отсылаем к кни­ге А.И. Маркушевича "Краткий курс теории аналитических функций", М., 1957, содержащую в конце список рекомендуемой литературы.

1 Следует усвоить не готовые формулы, а метод их получения.