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留数定理在定积分当中的应用

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一 绪论 1研究背景及意义 留数,也称残数,是指函数在其孤立奇点处的积分. 综观复分析理论的早期发展,这一概念的提出对认识孤立奇点的分类及各类奇点之间的关系具有十分重要的意义. 同时,它将求解定积分的值的方法推进到一个新的阶段,通过函数的选取,积分路径的选取等等,求解出了许多被积函数的原函数解不出来的情况,为积分理论的发展奠定了充分的基础[1 ] . 1825 年,柯西(Cauchy) 在其《关于积分限为虚数的定积分的报告》中,基于与计算实积分问题的情形的类比,处理了复积分的相关问题,并给出了关于留数的定义[2 ] . 随后,柯西进一步发展和完善留数的概念,形成了如下定义[3], 若函数f(z)在D(a,r)\{a}上全纯,其中 r>0.a为f(z)的孤立奇点,f(z)在a的留数定义为Res(f,a)= 柯西所给的这一定义一直沿用到了现在,推广到了微分方程,级数理论及其他一些学科, 并在相关学科中产生了深远影响, 成为一个极其重要的概念. 因而很自然地产生了这样一个问题:柯西为什么要定义这一概念或者说,什么因素促使柯西提出了留数的定义显然这一问题对于全面再现柯西的数学思想,揭示柯西积分理论乃至整个复分析研究的深层动机等具有极为重要的理论意义和历史意义. 二 留数定理 2.1 留数的定义 如果函数f(z)在点a的邻域K:|z-a|<R内解析,围线C全含于K(包围a或不包围a),则 但如果a是f(z)的孤立奇点,即f(z)在点a的去心邻域K-{a}:0<|z-a|

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