欢迎来到天天文库
浏览记录
ID:13706231
大小:866.01 KB
页数:104页
时间:2018-07-24
《入团申请书抄的可以吗(共篇)》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第五章留数定理留数定理是柯西积分理论的继续,可以说,它进一步展现了复变函数积分的细节内情,使我们对复积分有了更深刻的认识。§5.1孤立奇点若在点的某一去心邻域内解析,但在点不解析,则称为的孤立奇点。若是的一个奇点,且在点的无论多么小的邻域内总还有除点外的其它奇点,则称点为的非孤立奇点。例如,为的孤立奇点,为的非孤立奇点。去心邻域可看作内圆周缩为一点的环域。若为的一个孤立奇点,则总存在着正数,使得在点的去心邻域内可展成洛朗级数。这里的正数,显然最大可取为与的离最近的一个奇点间的距离。在孤立奇点去心邻域内的洛朗展开,有时也称为在孤
2、立奇点的洛朗展开。1.孤立奇点的分类设为函数的有限孤立奇点,在去心邻域内的洛朗展式为。前面已知,右边第二个级数称为在点的解析部分,其和函数在包括点的邻域内是解析的,故在点的奇异性质完全体现在的洛朗展式的负幂项部分,所以从出现奇异性来说,我们称为在点的主要部分。根据主要部分仅可能出现三种情况,将的有限孤立奇点作如下分类:定义5.1.1:设为的有限孤立奇点。(1)若在点的主要部分为零,则称为的可去奇点。(2)若在点的主要部分为有限多项,设为,则称为的阶极点。一阶极点也称为简单极点。(3)若在点的主要部分有无限多项,则称为的本性奇点
3、。【注】:定义中的第(1)种情形为什么叫可去奇点?其由来是:因主要部分为零,函数在可去奇点去心邻域内的洛朗展式只有非负幂项的解析部分,前面已知,这解析部分的和函数在包括点的邻域内解析,。于是在内,当我们适当补充或改变在点的定义,令之后,在邻域内就没有奇点了。这就是可去奇点名称中“可去”的由来。下面几个在洛朗展式基础上证明的定理,分别描述了解析函数在三类有限孤立奇点附近的性态,也给出了各类奇点的判别法。103定理5.1.1:若为的孤立奇点,则下列两条中的每一条都是为阶极点的充要条件:(1)在点的主要部分为;(2)在点的某去心邻域
4、内能表成,其中在点的邻域内解析,且;2.解析函数在有限孤立奇点的性质定理5.1.2:若为的孤立奇点,则下列三条中的每一条都是为可去奇点的特征(即每一条都是为可去奇点的充要条件):(1)在点的主要部分为零;(2)(有限复数);(3)在点的某去心邻域内有界。定理5.1.3:的孤立奇点为极点。定理5.1.4:的孤立奇点为本性奇点不存在有限或无限的极限。3.解析函数的零点与极点的关系定义5.1.2:设函数在点的某邻域内解析。若,则称为解析函数的零点。若,但,则称为解析函数的阶零点。特别,当时,也称为的简单零点。若在邻域内解析,不恒为零
5、,则为的阶零点时,在内的泰勒展式形式为。右端提取公因式,并记,容易证明在邻域内解析,且。于是在邻域内有。反之,当在内解析,并能表成上述形式时,由泰勒定理中的关系式,立即可知为的阶零点。这样我们就证明了下述定理:定理5.1.5:不恒为零的解析函数以为阶零点在点的邻域内,其中在邻域内解析,且。解析函数的零点与极点,有如下关系:定理5.1.6:若为的孤立奇点,则为阶极点的充要条件是为的可去奇点,将作为的解析点看待,为的阶零点。1034.解析函数在无穷孤立奇点的性质定义5.1.3:若函数在无穷远点去心邻域内解析,则称点为的一个孤立奇点
6、。若点是的奇点的聚点,则点是的非孤立奇点。定义5.1.4:设为的孤立奇点,作倒数变换后有。若为的可去奇点(视为解析点),则称为的可去奇点(解析点);若为的阶极点,则称为的阶极点;若为的本性极点,则称为的本性极点。我们可按广义连续性来定义函数在点处的值:定义。同样虽在点处没有定义差商,从而没有定义函数在无穷远点处的可微性,但现在有了定义5.1.4之后,今后我们称在点解析,其意义是指:点为的可去奇点,且定义。设由上面式确定的在去心邻域内的洛朗展式为,换回到变量,即令,就得到在无穷远点去心邻域内的洛朗展式,(5.1.1)其中,即在原
7、点去心邻域的展式中的负幂项系数,与在无穷远点去心邻域的展式中的相应正幂项系数相等,而前者展式中的正幂项系数与后者负幂项相应系数相等。根据这个关系,应用对有限孤立奇点的讨论结果,我们得知,就洛朗展式看:可去奇点展式(5.1.1)中不含的正次幂,为的阶极点展式(5.1.1)中只有有限个正次幂,且最高次幂为,本性奇点展式(5.1.1)中有无限多个正次幂。就函数的极限值看:可去奇点(有限复数),为的阶极点,本性奇点不存在。103§5.2留数5.1留数的定义我们知道,若于闭路(即围线)上及其内部解析,则依柯西积分定理有;但若内含有的孤立
8、奇点,则不一定等于。对于后者情况,现在我们先把进行罗朗展开,然后再来对它进行积分:事实上,设于去心邻域内解析,则它有罗朗展式此级数在上述去心邻域内的围线上一致收敛,故沿该围线可逐项积分,所以对上式两边积分,有但该式右端除了这一项外,全部等于(依据书中例3.1.4的积分得),于
此文档下载收益归作者所有