柯西積分公式

柯西積分公式

數學公式
把一般的柯西積分公式,(∫rf(z)-(z-z0)dz=2π-(m-1)!)f(m-1)(zo)推廣到被積函數f(z)在周線Γ内部有2個及其以上奇點的情形,并得到了相應的積分計算公式.[1]
  • 中文名:柯西積分公式
  • 外文名:
  • 别名:
  • 表達式:
  • 提出者:柯西
  • 适用領域:數學

公式推導

柯西積分公式本身就是柯西積分定理最直接、最重要的推論。利用我們所熟知的柯西積分定理,

其證明過程是很簡潔的。在此不再贅述。

推論應用

柯西積分公式是一把鑰匙,他開啟了許多方法與定理,以下就是重要的幾個例子:

平均值定理

如果函數f(z)在圓│ξ-Zo│

解析函數無窮可微性

一個解析函數不僅有一階導數,而且有各高階導數,它的值也可用函數在邊界上的值通過積分來表示,這一點和實變函數完全不同。一個實變函數在某一區間上可導,它的導數在這區間上是否連續也不一定,更不要說它有高階導數存在了,而利用柯西積分公式可以做數學歸納法證明如下定理:解析函數f(z)的導數仍為解析函數,,它的n階導數為:(見右圖) n!/ 2πi ( ∮c f(z)/(z-Zo)^(1+n) dz)由定理可知,由函數在區域D内的解析性,不僅推出其導數的連續性,而且也推出其各階導數在D内存在且連續。這是解析函數與一元實變量可微函數本質區别。這便是解析函數所具有的極好的性質,也使得人們對它的研究更具意義,讓解析函數論能夠單獨脫離于實函數而充滿活力!

柯西不等式

其公式如右圖所示,它給出了一個很有用的估計導數的方法。

Liouville定理:

有界整函數必為常數.利用柳維爾定理可以行反證法簡潔證明代數學基本定理:一元n次方程在複數域内必有解。

Morera定理:

即柯西積分定理的逆定理:(柯西積分定理:設C是一條簡單閉曲線,函數f(z)在以C為邊界的有界區域D内解析,在閉區域D‘上連續,那麼有:f(z)對曲線的閉合積分值為零。)如果函數f(z)在區域D内連續,并且對于D内的任一條簡單閉曲線C,我們有∮c f(z) dz =0那麼f(z)在區域D内解析。他刻畫了解析函數的又一種定義。

公式推廣

設C為任意簡單逐段光滑曲線,f(ξ)是在C上有定義的可積函數,則具有如下形式的積分稱為柯西型積分:

1 / 2πi ( ∮c f(ξ)/ξ-z dξ) z不屬于C,對于複變函數的研究頗具意義。

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