2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки


Правила форума


В этом разделе нельзя создавать новые темы.



Начать новую тему Ответить на тему
 
 Интеграл по контуру
Сообщение12.09.2011, 13:27 


09/09/09
22
Вот задача:
$f(z) $ - регулярная ветвь многозначной функции $(2z-3)^{\frac{1}{3}}$ в комплексной плоскости с разрезом по лучу $\{ z:z=4-it, t\in \left [0,+\infty \right) \}$. Причем $f(8)=-1-\sqrt{3}i=-2e^{\frac{\pi i}{3}}$.
Вычислить интеграл
$I=\oint\limits_{\partial D}\frac{dz}{f(z)-z+2}$, где $\partial D$ - положительно ориентированная граница круга $D=\{z:|z-2|<\frac{3}{2}\}$.

Собственно проблема в том, что не сходится ответ мой и ответ данный в задачнике(i.e. $\frac{3}{5}\pi(1-3i)$). И не понятно то ли я накосячил, то ли у них опечатка, что не редкость.
Собственно решение:
Изображение

Регулярная ветвь $\{(2z-3)^{\frac{1}{3}}\}$ очевидно существует.
Особые точки суть нули $f(z)-z+2$, т.е. $z=0,~z=3\pm i$
В контур входят $z=3\pm i$ (см. рисунок). Значения функции $f(z)$ в этих точках:
$f(3-i)=f(8)\sqrt[3]{\left| \frac{2(3-i)-8}{8}\right|}e^{\frac{i}{3}(\pi+\frac{\pi}{4})}=-2\frac{1}{\sqrt{2}}e^{\frac{2\pi i}{3}i+\frac{\pi i}{12}}=\sqrt{2}e^{-\frac{\pi i}{4}}$
$f(3+i)=f(8)\sqrt[3]{\left| \frac{2(3+i)-8}{8}\right|}e^{\frac{i}{3}(\pi-\frac{\pi}{4})}=-2\frac{1}{\sqrt{2}}e^{\frac{2\pi i}{3}i-\frac{\pi i}{12}}=-\sqrt{2}e^{\frac{7\pi i}{12}}$
Первые производные:
$f^\prime(3-i)=\frac{2}{3[f(3-i)]^2}=\frac{i}{3}$
$f^\prime(3+i)=\frac{2}{3[f(3+i)]^2}=-\frac{e^{-\frac{\pi i}{6}}}{3}$
Следовательно, $z=3\pm i$ - полюса первого порядка, т.к. $f^\prime(3\pm i)\neq 1.
Поэтому $I=2\pi i\left[ \frac{1}{f^\prime(z)-1}\bigg|_{z=3-i}+\frac{1}{f^\prime(z)-1}\bigg|_{z=3+i} \right ] =6\pi i \left [\frac{1}{i-3}-\frac{1}{e^{-\frac{\pi i}{6}}+3} \right]$ что очевидно не равно $\frac{3}{5}\pi(1-3i)$.

Подскажите где я ошибся?

P.S.: Здача из сборника М. Шабунин, Е. Половинкин, М. Карлов "Сборник задач по теории функции комплексного переменного" параграф 19 задача 15.
P.S.S: Заранее прошу прощения за безграмотный текст :oops:

 Профиль  
                  
 
 Re: Интеграл по контуру
Сообщение13.09.2011, 17:49 


09/09/09
22
Пардон опечатался: следует заменить $\{(2z-3)^{\frac{1}{3}}\}$ на $\{(2z-8)^{\frac{1}{3}}\}$, на ход решения это не повлияло! В решении использовалось $\{(2z-8)^{\frac{1}{3}}\}$

 Профиль  
                  
 
 Re: Интеграл по контуру
Сообщение14.09.2011, 09:53 
Заслуженный участник


11/05/08
32166
Plato в сообщении #482436 писал(а):
регулярная ветвь многозначной функции $(2z-3)^{\frac{1}{3}}$ в комплексной плоскости с разрезом по лучу $\{ z:z=4-it, t\in \left [0,+\infty \right) \}$

Чепуха какая-то. Во-первых, разрез должен начинаться не от четвёрки, а от трёх вторых, иначе о какой вообще регулярной ветви может идти речь. Во-вторых, как этот разрез ни выбирай, он всё равно пересечёт границу круга $\{z:|z-2|<\frac{3}{2}\}$, поэтому при чём тут вычеты. В-третьих, даже если бы не пересекал, слова "регулярная ветвь" достаточно бессмысленны -- она в любом случае подразумевается регулярной, а вот от выбора этой ветви результат зависит; конкретный же выбор никак не оговорён.

 Профиль  
                  
 
 Re: Интеграл по контуру
Сообщение14.09.2011, 11:33 


09/09/09
22
ewert в сообщении #482856 писал(а):
Чепуха какая-то. Во-первых, разрез должен начинаться не от четвёрки, а от трёх вторых, иначе о какой вообще регулярной ветви может идти речь. Во-вторых, как этот разрез ни выбирай, он всё равно пересечёт границу круга $\{z:|z-2|<\frac{3}{2}\}$, поэтому при чём тут вычеты. В-третьих, даже если бы не пересекал, слова "регулярная ветвь" достаточно бессмысленны -- она в любом случае подразумевается регулярной, а вот от выбора этой ветви результат зависит; конкретный же выбор никак не оговорён.


Уважаемый ewert. Читайте предыдущее сообщение. Там написано что опечатка присутствует и следует заменить $\{(2z-3)^{\frac{1}{3}}\}$ на $\{(2z-8)^{\frac{1}{3}}\}$.
Выбор регулярной ветви (прошу прощения если я невольно задел ваши чувства к "регулярным функциям", но термин "регулярная ветвь" взят из учебника Е.С. Половинкин "Курс Лекций по теории комплексного переменного", а также из М. Шабунин и Ю.Сидоров Теория функции комплексного переменного, если вам не нравится я не буду его использовать) действительно не оговорен, но поскольку ветвь однозначно определяется значением функции в точке $z=8$ это считается и так понятным.

 Профиль  
                  
 
 Re: Интеграл по контуру
Сообщение15.09.2011, 10:04 


09/09/09
22
Спасибо ,ewert, я разобрался и нашел ошибку.

 Профиль  
                  
 
 Re: Интеграл по контуру
Сообщение15.09.2011, 12:13 
Заслуженный участник


03/01/09
1702
москва
Полюс подынтегральной функции только точка $z=3-i$.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 6 ] 

Модераторы: Модераторы Математики, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group