留数的相关概念及定理

it2025-05-01  9

目录

1. 概念(1)定义(2)无穷远点的留数 2. 定理(1)留数定理(2)定理 留数的引入是为了以简单的方法计算闭曲线积分

1. 概念

(1)定义

设z0是解析函数f(z)的孤立奇点,f(z)在z0处的洛朗展开式中负一次幂项系数C-称为f(z)在z0处的留数。记作Res[f(z),z0]

(2)无穷远点的留数

2. 定理

(1)留数定理

连通留数与复积分的桥梁 设 函 数 f ( z ) 在 区 域 D 内 除 有 限 个 孤 立 奇 点 z   1   , z   2   , ⋅ ⋅ ⋅ , z   n   外 处 处 解 析 , C 是 包 围 各 奇 点 的 一 条 正 向 简 单 闭 曲 线 , 那 么 设函数f(z)在区域D内除有限个孤立奇点z~1~,z~2~,···, z~n~外处处解析,C是包围各奇点的一条正向简单闭曲线,那么 f(z)Dz 1 z 2 ,z n C线 ∮ C f ( z ) = 2 π i ∑ k = 1 n R e s [ f ( z ) , z ] . \oint_Cf(z) = 2\pi i \sum_{k=1}^nRes[f(z),z]. Cf(z)=2πik=1nRes[f(z),z].

如果已知奇点的类型,更方便求留数:

可去奇点:留数为0。本性奇点:展开成洛朗级数。极点:求导数,求极限。

(2)定理

如果 f ( z ) f(z) fz在扩充复平面上只有有限个孤立奇点(包括无穷远在内),则 f ( z ) f(z) fz在各点的留数和为零。

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