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[工学]幅角原理
授课题目 §3 幅角原理及其应用
授课类型 理论课 首次授课时间 2009年12 月1 0 日 学时 2 教学目标 掌握复变函数积分的概念,积分存在的条件及积分计算法和性质. 重点与难点 重点:复变函数积分存在的条件及其计算法和性质.
难点:复变函数计算法和性质.
教学手段与方法 黑板
讲授 教学过程:(包括授课思路、过程设计、讲解要点及各部分内容时间分配
一 幅角原理
1.亚纯函数
定义1 设在区域内除了有极点外处处解析,则称为亚纯函数
例如,有理函数,
全纯函数可看作亚纯函数的特例。
引理1,设在环线上解析且不为零,在内部亚纯,则在内部只有有限个零点与极点。
引理2.设a为f的n级零点,则必是的一级极点,且
2)设b是f的m级极点,则b必是的一级极点,且.
证:由所设,1)在的某个领域内,有. 其中在的领域内解析,且.
即, 由在点解析便知:是的一级极点,且.
2)由所设在的某去心领域内,有,其中在的某去心领域内解析,且, 于是 .
由于在点解析, 故为的一级极点,且
定理6.1 设为围线,满足1)在内除可能极点外解析;
2)在上解析,且不取零,则
.
(其中与分别表示在内部零点个数与极点个数几级算几个)
证明:(1)由已知条件知,在内至多只能有有限个零点与有限个极点,设为在内部不同的零点,其级分别为,为在内部不同的极点,其级分别为,由引理知,在上解析。在内部除了一级极点,与处均解析.由留数定理,得
(2.)令,则
所以 ===
推论:若在内部解析,则
注: 辐角原理中的条件2)可减弱为:连续到上,且在上
例8:设 :试验试辐角原理
解:满足辐角原理条件。又
3. 儒歇定理
定理 6.2 设为围线,与满足:1)它们在内解析,且连续到,
2)在上 ,则
证明:由已知条件,与 都在内部解析,且连续到
在上,,
要证明 即可
但
故只要证明
记,它把变为平面上曲线
但 故不会绕平面原点.
从而
例9:求在内根个数
解:设,则它们在内解析连续到: ,在上,
由儒歇定理,
例10:判断在有几个根
解:设,,
1设 ,求
2设n次多项式 p(z)=a0zn+ a1zn-1+ …+an=0 (a0≠ 0)
在虚轴上没有零点, ,为 虚轴上从 指向 的路径,
证明它的全部零点在左半平面Rez0内
3.设内解析,且,证明 在内必有不动点。
4.证明:在右半平面恰好有一个根。
5 n次方程 (p(z)=)a0zn+ a1zn-1+ …+an=0 (a0≠ 0)
在复数域内有且仅有n个根(几重根就算几个根
首先证明存在R0,方程在圆|z|R内恰有n个根
其次证明,对(z0 |z0|=R0≥R,均有|p(z0)|0
6.证明 方程 的所有根都在圆环 内。
教学后记
3——4
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