Число R називається радіусом збіжності степеневого ряду і визначається по формулі
(11)
Найпростішим степеневим рядом є геометрична прогресія
(12)
Ряд (12) збігається при
і його сума дорівнює

ТЕОРЕМА 2. (Вейєрштраса). Якщо члени ряда
(13)
що рівномірно збігається всередині області D, аналітичні функції в цій області, то сума ряда f(z) також є аналітичною функцією в області D. Крім цього ряди
(14)
отримані шляхом к – кратного диференціювання ряда (13), також збігаються рівномірно всередині D і являють собою похідні к – ого порядку від суми ряда f(z).
ТЕОРЕМА 3. Довільна функція f(z), аналітична в деякому крузі
з центром в
точці
, може бути зображена всередині
цього круга рядом Тейлора
, (15)
де
(16)
і таке зображення єдине. Тут
-
коло з центром
і радіусом ![]()
Доведення. На основі
інтегральної формули коші (8) для довільої точки
,
маємо

де точка z лежить всередині контура
. На
маємо
а
з другого боку
так як z лежить всередині ![]()
Використаємо розкладення
так
як
то останній ряд збігається
рівномірно відносно ![]()
Далі

або f(z)=
де

Доведення єдності приводити не будемо.
Означення. Функція, ряд Тейлора якої збігається при довільних z, називається цілою функцією.
1.4 Ряди Лорана і особливі точки
Розглянемо функції комплексної змінної, які
не являються аналітичними у всіх точках області визначення. Точки, в яких не
виконують умови Коші – Рімана (2) будемо називати особливими. Нехай однозначна
аналітична функція f(z) задана на області D, яка обмежена двома концентричними
колами з радіусами R і r (R>r>0) з центром у точці
. Виберемо два концентричні кола
(рис. 2)
і
з
центром в
і радіусами
і
відповідно
.

Рис. 2
Перетворюючи двозв'язну
область
, обмежену колами
і
в
одно зв’язкову за допомогою розрізу mn і застосовуючи інтегральну формулу mn, будемо мати
(17)
У першому інтегралі використаємо розкладення
у ряд
,
що збігається рівномірно відносно ![]()
У другому інтегралі 
Далі, використовуючи ці ряди і формулу (17), одержимо
(18)
де
(n=1,2,...)
(n=0,1,2,…) (19)
Розкладання (18) з коефіцієнтами (19) називається
рядом Лорана. Для аналітичної всередині D функції контури інтегрування
і
можна
замінити одним контуром
.
Фактично ми довели слідуючу теорему.
ТЕОРЕМА 1. (Лоран).
Кожна функція f(z), аналітична в області D: r<
зображуються в цій області
рядом Лорана
(20)
де
(21)
Означення. Ряд
називається головною частиною ряду
Лорана, а ряд
– правильною частиною ряду
Лорана.
Означення. Точка
називається полюсом m – ого порядку, якщо головна частина ряду Лорана містить скінчене число
членів, при цьому
. Якщо число членів
нескінчене, то точка
називається істотно
особливою точкою.
Означення. Функція f(z) називається меломорфною, якщо її особливі точки є полюси і тільки вони.
Розкладання функції f(z) в області
у ряд Лорана має вигляд
(22)
Приклад. Знайти ряд Лорана для функції
в області D: ![]()
Функція
Далі 

Звідси
.
Вправи. Розкласти функції
у
ряд Лорана:
1.
в
околі точок z=0 i z=
.
2.
в околі точок
.
3.
в околі точок
і
.
1.5 Теорема Коші про лишки
ТЕОРЕМА. Якщо однозначна функція f(z) аналітична в точці
і в деякому її
околі,то

де С – довільний контур із названого околу, що містить
всередині точку ![]()
Хай точка
особлива
ізольована точка функції f(z). Тоді в околі
функція f(z) може бути зображена рядом
Лорана

Інтегруючи цей ряд і приймаючи до уваги, що
m=0, 1, 2, …,

n=2, 3, …,
одержимо
(23)
Означення.
Значення інтеграла
назива-
ється лишком функції відносно
особливої точки
.
Відповідно до формули (23)
лишок функції f(z) дорівнює коефіцієнту
. Лишок далі будемо позначати
символом res f(z).
Хай точка
є полюс першого порядку.
Використовуючи ряд Лорана, знайдемо
![]()
або
(24)
Аналогічним чином, якщо точка
є полюсом m – ого порядку, то
(25)
Розглянемо основні теореми про лишки. Хай в області
аналітичності D функції f(z) маємо замкнений контур
(рис. 3), всередині якого функція f(z) має скінчене число ізольованих
особливих точок
(v=1,2,…n). Розташуємо кожну із точок
всередину достатньо малих замкнених
контурів
, що повністю лежать всередині
контуру
.

ТЕОРЕМА. Інтеграл від
функції f(z), взятий по замкненому контуру
, в додатному напрямку (при цьому
належить області D, де функція однозначна і аналітична,
за виключенням скінченого числа ізольованих особливих точок), дорівнює
помножений на
сумі лишків функції
відносно усіх особливих точок всередині
,
тобто
(26)
Приклад. Знайти лишок функції
відносно
точки z=1.
Точка z=1 є полюс функції f(z) першого порядку. Відповідно формули (24) маємо:

Вправа. Знайти лишки функції f(z) відносно всіх особливих точок
1)
2)
3)
1.6 Питання для повторення матеріалу
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.