首页数学函数论复变函数与积分变换 14 第十四次 留数.pptx

14 第十四次 留数.pptx

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本课件开启留数理论,先界定孤立奇点并把它分为可去奇点、极点与本性奇点三类;随后系统归纳四种判别法:罗朗展开的定义法、考察极限、观察法以及考察倒函数零点阶数,并给出一批典型函数奇点类型的判别结果。

章节导览页,说明本章讲孤立奇点及其分类、留数概念与计算、留数在计算定积分中的应用
概念页,给出孤立奇点的定义,源文件公式以图片呈现
举例页,说明若干函数的奇点为孤立奇点,而某函数在z=0邻近所有奇点皆非孤立
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第1页:第五章 留数

  • 第五章留数
  • 1、孤立奇点及其分类
  • 2、留数概念及其计算
  • 3、留数在计算定积分中的应用

第2页:孤立奇点的概念

§1孤立奇点及其分类一、孤立奇点概念注:

第3页:孤立与非孤立奇点举例

皆为孤立奇点显然z=0非孤立奇点所有奇点皆非孤立!注:孤立奇点,首先应是奇点,其次还是孤立的!

第4页:可去奇点

二、孤立奇点分类1)可去奇点展式中不含负幂次项,即

第5页:可去奇点的补充定义

注:本来z=0点无定义,显然,若补充定义,令,即由奇点变为解析点再如:Z=0为其可去奇点

第6页:极点

2)极点展式中含有限负幂次项,即注:按定义,阶数指展式中负幂次的最高次数!

第7页:本性奇点

再如:3)本性奇点展式中含无穷多负幂次项或者说:不是可去奇点和极点的就都是本性奇点

第8页:判别法一·定义法

三、孤立奇点分类判别法1、定义法即在奇点的去心邻域内将函数罗朗展开在奇点z=0处容易展开

第9页:判别法二·考察极限

2、考察极限在各类奇点处,函数的极限情况如下:

第10页:极限判别法的适用

定理作用:比较适用于判别可去奇点及初步判别极点!如:由罗必塔法则,有极限方法无法判别极点阶数

第11页:复极限的罗必塔法则

补充:复极限的罗必塔法则:

第12页:判别法三·观察法

3、极点的其它一些判别法关于极点还有下列一些专门性方法1)观察法因为此时将g(z)泰勒展开,则有

第13页:观察法结论

由上述结论:

第14页:倒函数零点阶数法

2)考察倒函数的零点阶数z=0为2阶零点定理(极点与零点阶数关系)

第15页:零点的求导判别法

定理将函数的极点问题化为倒函数的零点问题!定理(零点的求导判别法)证明:由泰勒展式系数计算公式从而z0为m阶零点

第16页:极点阶数判别小结

定理给出了判别极点阶数的又一有效方法:通过求导判别倒函数零点阶数!

第17页:奇点判别法小结

  • 小结:孤立奇点类型判别法:
  • 1、定义法(展开)
  • 2、考察极限
  • 3、极点其它判别法
  • 1)观察法
  • 2)考察倒函数零点阶数练习:求下列函数的孤立奇点及类型

第18页:奇点类型判别答案

1.z=0,为3阶极点2.z=1,为本性奇点3.z=2kπi,为1阶极点4.z=0,展开,展开,颠倒,求导,求极限,为可去奇点z=2kπi,为1阶极点颠倒,求导,5.z=0,颠倒,求导,为2阶极点z=kπ,k≠0,颠倒,求导,为1阶极点

第19页:辅助结论·间接法

3)辅助结论(间接法)mn

第20页:判别法总结与练习

  • 总结:孤立奇点类型判别法:
  • 1、定义法(展开)
  • 2、考察极限
  • 3、极点判别法
  • 1)观察法
  • 2)考察倒函数零点
  • 3)间接法练习:求下列函数的孤立奇点及类型

第21页:证明罗必塔法则练习

练习:证明罗必塔法则:

第22页:罗必塔法则证明步骤

同理,对于右端导数比值,我们有:

第23页:罗必塔法则证毕

比较,得:左=右因而结论成立。证毕

第24页:无穷远点的性态

函数在无穷远点的性态内容:无穷远点为孤立奇点的概念及分类

第25页:无穷远点类型判别

注:也可通过直接罗朗展开而判别类型:(1)若展式中不含z的正幂次项,则无穷为可去奇点

第26页:无穷远点类型思考

(2)若展式中含z的有限个正幂次项,则无穷为极点(3)若展式中含z的无穷多正幂次项,则无穷为本性奇点无穷为本性奇点思考:无穷为孤立奇点时其类型与极限的关系如何?

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