Проведем окружности Г' и Г" чтобы С оказалась между ними. Опишем из z как из центра окружность целиком лежащую между Г' и Г".
Так как лежит на Г" то (z-a)<( -a) и
- Разложение функции в ряд Лорана.
Г – любая окружность с центром в а лежащая внутри кольца.
1)
2)
Таким способом находят разложение в ряде Лорана любой рациональной дроби.
Дробь рассматривают как сумму бесконечно убывающей геометрической прогрессии, а дробь как сумму ряда полученного путем k-1 кратного диффиринцирования геометрической прогрессии.
Изолированные особые точки.
Особая точка функции f(z) называется изолированной, если в её окрестности нет других особых точек функции.
Разложение функции в ряд Лорана, сходящийся во всех точках круга с центром в точке а кроме самой точки а называется разложением функции в ряд Лорана в окрестности, данной изолированной особой точки:
(1) - правая часть ряда Лорана
(2) - главная часть ряда Лорана
1)Пусть в окрестности изолированной особой точки z=a ограничена.
В качестве контура Г формула для возьмём окружность с радиусом R и центром
Получим, что главная часть ряда Лорана отсутствует, ряд состоит только из своей правильной части, поэтому он сходится не только в окрестности точки а, но и в самой точке а.
Если , то точка а перестанет быть изолированной особой точкой f(z), а станет её правильной точкой. а называется устранимой особой точкой.
Пусть f(z) не ограничена в окрестности изолированной особой точки а, если
, то а называется полюсом функции f(z).
Если же при функция f(z) не имеет предела ни конечного ни бесконечного, то а называется существенно особой точкой.
Пусть z=a полюс f(z)
в некоторой окрестности а.
Рассмотрим - функция аналитическая.
, т.е. является нулём функции F(z).
Точка z=a называется полюсом порядка n функции f(z) если она является 0 порядка n функции . При n=1 полюс называется простым.
- аналитическая.
, где и - аналитическая в окрестности точки а.
- полюс 3 порядка.
, -простые
Если полюс порядка n функции f(z), то главная часть разложения этой функции в ряд Лорана в окрестности точки а есть не , а конечная сумма причем порядок полюса равен наивысшему показателю (z-a) в знаменателях.
Главная часть разложения функции в ряд Лорана в окрестности существенной особой точки содержит бесконечное число отличных от нуля членов.
Бесконечно удаленная особая точка.
Добавим в плоскости комплексного переменного 1 несобственный элемент называющийся бесконечно удаленной точкой.
Окрестность бесконечно удаленной точки называется внешность круга с центром в нуле.
Заменой z на изучение функции f(z) сводится к изучению функции , поэтому
- называется правильной частью
- называется главной частью рада Лорана.
Если в некоторой окрестности бесконечно удаленной точки f(z) ограничена, то
, а разложение , тогда бесконечно удалённую точку можно считать правильной точкой предположив: .
Если , то будем называть бесконечность нулевого порядка n, если z=0 является нулевым порядком n
Если , то тогда бесконечный полюс функции и его порядок такой же как у точки t=0 функции .
Разложим ряд Лорана:
Если не существует, то бесконечно удаленная точка называется существенно особой точкой и главная часть ряда Лорана содержит бесконечное число отличных от нуля членов.
Вычеты.
Пусть точка а является правильной или изолированной особой точкой функции f(z) и контур С таков что на всем контуре и внутри него f(z) аналитична, кроме самой точки а. Величина называется вычетом функции f(z) относительно точки а. Вычет обозначается: .
Если точка а правильная, то по теореме Каши получаем, что .
Первый коэффициент главной части ряда Лорана () в окрестности точки а функции f(z) считается по формуле:
.
Теорема: Основная теорема о вычетах: пусть замкнутый контур, на котором функция f(z) аналитична. Пусть f(z) также аналитична внутри за исключением n изолированных особых точек, тогда равняется сумме вычетов функции f(z) относительно всех особых точек функции находящихся внутри контура :
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.