Интегральная формула Коши




Интегрирование ФКП

 


- криволинейный интеграл от функции по кривой

Теорема. Если функция непрерывна на кривой , то существует.

 

Вычисление интеграла от функции комплексного переменного сводится к вычислению обычных криволинейных интегралов:

(1)

Основные свойства

1. , где

2.

3. , где - кривая, совпадающая с , но проходимая в противоположном направлении

4. (Теорема об оценке). Если на , - длина , то .

 

Если кривая задана параметрически: ,

то (2)

или, используя формулу (1)

.

Замечание: , вообще говоря, зависит от линии интегрирования.

Если функция является аналитической в односвязной области , т.е. для этой функции выполняются условия Коши-Римана , которые являются условиями независимости криволинейных интегралов в формуле (1) от линии интегрирования, то в этом случае имеет место формула Ньютона-Лейбница

, (3)

где - какая-либо первообразная для функции , т.е. в области , и точки .

Теорема Коши

- одна из основных теорем ТФКП.

Теорема Коши 1. Если функция аналитична в односвязной области , то для любой замкнутой кусочно-гладкой кривой , лежащей в этой области, интеграл от вдоль равен нулю:

. (4)

 

Для замкнутой области эта теорема формулируется так:

Теорема Коши 2. Если функция аналитична в замкнутой односвязной области , то интеграл от этой функции по контуру , ограничивающему область , равен нулю: .

Следствие 1. Если функция аналитична в односвязной области , то для всех кусочно-гладких кривых, лежащих в этой области и имеющих общие концы, интеграл имеет одно и тоже значение .

Замечание: В теореме Коши (1) предполагается, что область , в которой лежит контур интегрирования, односвязна. Это требование существенно, без него эта теорема перестает быть справедливой.

 

 

В случае многосвязной области теорема Коши справедлива в следующем виде:

Теорема Коши 3. Если функция аналитична в замкнутой многосвязной области , ограниченной контурами , то интеграл, взятый по всей границе этой области и проходимый так, чтобы область все время оставалась с одной стороны, равен нулю:

 

(5)

Следствие 2. Если функция аналитична в замкнутой многосвязной области , ограниченной кривыми , то интеграл от этой функции по внешнему контуру равен сумме интегралов по всем внутренним контурам при условии, что обход всех контуров совершается в одном направлении (либо по часовой, либо против часовой стрелки): .


Интегральная формула Коши

Пусть - аналитическая функция в области и - замкнутая кусочно-гладкая кривая, содержащаяся в вместе с областью , которую она ограничивает.

Тогда для каждой точки справедлива интегральная формула Коши:

, (6)

т.е. значение функции в любой точке области можно вычислить, зная только значения на границе этой области, где граница обходится в положительном направлении.

Интеграл в правой части формулы (6) называется интегралом Коши для функции .

С помощью этой формулы можно вычислять некоторые интегралы по замкнутым контурам: .

Замечание: Если функция аналитична в многосвязной области, то формула (6) остается справедливой, если вместо контура взять полную границу этой области. Так, если аналитична в кольце , ограниченном окружностями и , то для всех . Направление на контурах и выбрано так, чтобы область при обходе оставалась слева.

 




Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2021-01-30 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: