質問<2591>2005/9/20
f(a)=1/2πi∫c(f(z)/(z-a))dz という公式にそのまま当てはまるような問題なら 良いのですが、∫c1/(z^4-1)dz のようにzが高次のときの積分値の求め方が 分かりません。 あと、問題には必ず点と半径が書かれてあるのですが、その意味も分かりません。 ∫cz^2/(z+i)dzのような問題では半径も点も使わずに解けたので。 ちなみに、∫c1/(z^4-1)dzではlz-1l=1と書いてあります。 複素積分の基礎ができてないので、 突拍子な質問かもしれませんがよろしくお願いします。 急いでいますので、お願いします。 ★希望★完全解答★
お便り2005/9/21
from=UnderBird
f(a)=1/2πi∫c(f(z)/(z-a))dz の被積分関数f(z)/(z-a)は、z=aのとき 分母が0より値が確定しません。このような点を特異点といいます。 z=aを中心とする半径rの円内でf(z)のほうはそうならない(これを正則と いう)とき、上記のコーシーの積分公式が成り立つわけです。 高次の場合も特異点が1位の場合(1乗)はこの公式でOKですが、 高次の場合は少し公式が違うので注意。 ∫cz^2/(z+i)dzのような問題で、積分路内にz=-1が含まれなければ、 積分の値は0ですし、z=-1を含めば積分公式を使うことになりますので、 ”半径も点も使わずに解けたので”というのは誤りです。 ∫c1/(z^4-1)dz lz-1l=1 ですが、 ∫c1/(z^4-1)dz=∫c1/(z-1)(z+1)(z-i)(z+i)dz =∫c[1/{(z+1)(z+i)(z-i)}]/(z-1)dz と考えます。 すなわち、被積分関数1/(z^4-1)の得意点はz=1,-1,i,-iですが、 |z-1|=1内に含まれるのはz=1のみですから1/{(z+1)(z+i)(z-i)}は この円内では正則。 よって、 1/{(z+1)(z+i)(z-i)}を一番上の公式のf(z)とおくと、 f(1)=1/2πi∫c([1/{(z+1)(z+i)(z-i)}]/(z-1))dz より積分の値は、πi/4となる。