全部书籍

专业

应用 关于 Coach 登录 开始阅读

书籍暂未推出简体中文版——当前显示 Nederlands 版。

Wiskunde · 术语表

什么是 residu?

又称: meromorfe functie

Definitie 17.3 Universitaire wiskunde — Bachelor jaar 3 · 第 17 章 — Laurentreeksen en de residustelling

Is ff holomorf op een geperforeerde schijf D(a,R)∖{a}D(a, R)\setminus \{a\}, ontwikkel dan volgens Laurent (r=0r = 0). Drie elkaar uitsluitende gevallen:

  • alle cn=0c_n = 0 voor n<0n < 0: een ophefbare singulariteit (de niet-negatieve reeks breidt ff holomorf uit tot aa);
  • cn≠0c_n \neq 0 voor eindig veel, maar minstens één, n<0n < 0: een pool van orde m=−min⁡{n:cn≠0}m = -\min\{n : c_n \neq 0\}; gelijkwaardig is f=g/(z−a)mf = g/(z-a)^m met gg holomorf en g(a)≠0g(a) \neq 0; gelijkwaardig gaat ∣f(z)∣→∞\abs{f(z)} \to \infty als z→az\to a;
  • oneindig veel negatieve cn≠0c_n \neq 0: een essentiële singulariteit.

Het residu is Res⁡(f,a)=c−1\operatorname{Res}(f, a) = c_{-1}. Een functie die holomorf is op Ω\Omega min een verzameling polen, heet meromorf op Ω\Omega.

示例

Voorbeeld 17.7 (De vier klassieke integraaltypen)

(a) Rationaal over R\R: sluit voor ∫R ⁣dx1+x4\int_\R\frac{\dd x}{1 + x^4} af met een grote halve cirkel SRS_R in het bovenste halfvlak: de integrand is daar O(R−4)O(R^{-4}), dus ∫SR→0\int_{S_R} \to 0 (ML), en de residustelling met de polen eiπ/4\eu^{\iu\pi/4} en e3iπ/4\eu^{3\iu\pi/4} (enkelvoudig, met residu 14z3=z4z4=−z4\frac1{4z^3} = \frac{z}{4z^4} = -\frac z4 in een pool) geeft

∫R ⁣dx1+x4=2iπ(−eiπ/44−e3iπ/44)=π2.\int_\R\frac{\dd x}{1 + x^4} = 2\iu\pi\Bigl(-\frac{\eu^{\iu\pi/4}}4 - \frac{\eu^{3\iu\pi/4}}4\Bigr) = \frac{\pi}{\sqrt2} .

(b) Fouriertype: voor t≥0t \geq 0 is ∫Reitx1+x2 ⁣dx=2iπRes⁡(eitz1+z2,i)=2iπe−t2i=πe−t\int_\R\frac{\eu^{\iu tx}}{1 + x^2}\dd x = 2\iu\pi\operatorname{Res}\bigl(\tfrac{\eu^{\iu tz}}{1+z^2}, \iu\bigr) = 2\iu\pi\frac{\eu^{-t}}{2\iu} = \pi\eu^{-t} — de bovenste halve cirkel werkt omdat daar ∣eitz∣=e−tIm⁡z≤1\abs{\eu^{\iu tz}} = \eu^{-t\operatorname{Im}z} \leq 1; reële delen nemen geeft ∫Rcos⁡(tx)1+x2 ⁣dx=πe−∣t∣\int_\R\frac{\cos(tx)}{1+x^2}\dd x = \pi\eu^{-\abs t}, wat de zonder bewijs aangenomen formule van Oefening 10.10 vereffent. (c) Goniometrisch over een periode: substitueer z=eitz = \eu^{\iu t}, cos⁡t=z+z−12\cos t = \frac{z + z^{-1}}2 en  ⁣dt= ⁣dziz\dd t = \frac{\dd z}{\iu z}: ∫02π ⁣dta+cos⁡t\int_0^{2\pi}\frac{\dd t}{a + \cos t} (a>1a > 1) wordt een residutelling binnen de eenheidscirkel (Oefening 17.2). (d) Reeksen: paar ff met πcot⁡(πz)\pi\cot(\pi z), waarvan de polen de gehele getallen zijn met residu 11: zo sommeert de weekendopgave ∑n−2\sum n^{-2} en ∑n−4\sum n^{-4}.

在原文中阅读 →