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文档简介

§2.3不定积分:复积分的牛顿-莱布尼兹公式

和分别称为积分的上限和下限。当下限固定,而上限在区域D内变动时,积分可以看作是上限的单值函数,记为

对,有以下的定理:定理2.3.1如果在单连通域内处处解析,则在D内也解析,并且F(z)是f(z)的原函数。与实函数类似,路积分的值等于上式称为复积分的牛顿-莱布尼兹公式例2.3计算积分

【解】在整个复平面上解析,且运用复积分的牛顿-莱布尼兹公式有

例2.4计算积分因而积分与路径无关,可用分部积分法得【解】由于

在复平面内处处解析,

例2.5计算积分将l变形为以z0为圆心半径为R的圆C,R是相当任意的。l不包围z0l包围点z0n>=0n<0z0Rl在C上,有C的方程:n=-1l包围点z0其它情况l包围点z0§2.4柯西积分公式

一、单连通区域定理(柯西积分公式)如果在闭单通区域处处解析,l为闭区域内的任何一条正向简单闭曲线,为l内的任一点,那么

称为柯西积分公式,简称柯西公式。在连续,则对任意小的即

这就证明了证明对于解析函数,只要知道了它在区域边界上的值,那么通过上述积分公式,区域内部点上的值就完全确定了。如果两个解析函数在区域的边界上处处相等,则它们在整个区域上也相等。例

求下列积分的值

【解】(1)注意到在复平面内解析,而-i在积分环路C内,由柯西积分公式得

(2)注意到函数在内解析,

而i在内,由柯西积分公式得二、有界复连通区域的柯西积分公式三、无界区域中的柯西积分公式

若f(z)在某一闭曲线L的外部解析,并且当

时,则对于L外部区域中的点有

这就是无界区域的柯西积分公式。

注意这一公式和有界区域柯西积分公式的区别:(1)有界区域中柯西积分公式中的是闭合曲线L内部的一点,而无界区域柯西积分公式中的为闭合曲线L外部的一点;(2)应用有界柯西积分公式的条件是在L内部解析,而无界区域柯西积分公式的条件是在L外部解析,且当时;(3)应用有界区域公式的积分沿着逆时针方向进行,而无界区域的公式积分沿顺时针方向进行(两种情况下都是正方向,即为沿此方向环行时,所讨论的区域在左手边)。

说明例2.8

计算积分设L为

四、

解析函数的无限次可微性(高阶导数公式)

解析函数的导函数仍为解析函数,也就是说解析函数具有任意阶导数。请特别注意:这一点和实函数完全不一样,一个实函数有一阶导数,不一定有二阶或更高阶导数存在。

定理解析函数的导数仍为解析函数,它的n阶导数为

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