第五章 / 5.2.3
有理函数的实积分
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16 全实轴有理积分的标准模板
设 ,约去共同因子后实轴没有极点,分母次数至少比分子高2。于是实轴两端绝对收敛。取实线段 加上逆时针上半圆(此处同一个字母 也常用于半径,具体解题可改记半径 ),有
大弧因次数差趋零,故
这里只加上半平面内的点。若闭下方,则曲线顺时针,应写 乘下半平面留数和;结果当然一致,可以选计算更少的一边。
半轴题先看奇偶性 若 偶,则 。若没有偶性,不能直接除2。若实轴有极点,先判断原积分是否存在,不能套这条没有实轴极点的模板。
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17 教材例3:三阶极点也只求一个系数
求
上半平面只有 ,为三阶极点;下方的 不参与当前留数和。消掉三阶因子后
所以
乘 得
大弧上 ,弧长 ,上界 。别因为有理函数次数明显就完全省掉说明,写这个上界很短,也能证明条件确实满足。
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18 普通广义积分与主值:对称截断不自动代表收敛
普通 要求在一个固定点拆开的左右两端分别收敛;若实轴有奇点,两侧也分别要求收敛。柯西主值则规定对称地取极限,例如
在0有奇点时,还要规定删除对称小区间 后的极限。取极限的方式属于定义,必须写清。
例如 ,但普通广义积分不存在。又如 的对称主值为0,而左右无穷端分别对数发散。留数围道自然给出某种对称截断时,要先检查它算的是普通积分还是主值。 上一模板因绝对收敛,所以两者一致;不能在缺少收敛检查时沿用这个结论。