
Домашние задания: Математика
.
Очень сложный интеграл.Я не смог решить если что

5
Руслан Ахметьянов
Гейний
Воспользуемся методом вычетов, который основан на теории вычетов комплексных функций.
Исследуем интеграл вдоль контура в замкнутой полуплоскости верхней половины. Применяя обобщенную формулу Коши для контура бесконечности, мы можем выразить данный интеграл через вычеты.
Рассмотрим интеграл
I = ∮[C] dz / (1 - i*z^3)^0.5,
где [C] - контур, охватывающий полуплоскость верхней половины.
Функция в интеграле имеет полюс первого порядка в точке z = (1/i)^(1/3), которая является комплексным трехкратным корнем из -i. Мы можем найти вычет в этой точке, вычислив предел
Res[z=(1/i)^(1/3)] = lim[(z-(1/i)^(1/3)) * 1 / (1 - i*z^3)^0.5],
когда z стремится к (1/i)^(1/3).
Так как функция имеет полюс первого порядка в этой точке, то вычет можно найти вычисляя этот предел. Заметим, что
(1 - i*z^3) = (1 - i*((1/i)^(1/3))^3) = 0,
и значение (1/i)^(1/3) можно вычислить:
(1/i)^(1/3) = (1/i)^(2/6) = (1/i^2)^(1/6) = i^(1/6) = exp(i*pi/6) = exp(i*pi/6 + 2*k*pi*i) = cos(pi/6 + 2*k*pi) + i * sin(pi/6 + 2*k*pi),
где k - целое число.
Таким образом, вычет может быть найден как:
Res[z=(1/i)^(1/3)] = lim[z->(1/i)^(1/3)] [(z - (1/i)^(1/3)) / (1 - i*z^3)^0.5] = lim[z->(1/i)^(1/3)] [(z - (1/i)^(1/3)) / ((z - (1/i)^(1/3))*(1 + i*(z^3/(1/i)^(1/3)^3)))^0.5]
= lim[z->(1/i)^(1/3)] [1 / (1 + i*(z^3/(1/i)^(1/3)^3))^0.5] = 1 / (1 + i))^0.5.
Интеграл можно вычислить как 2πi умножить на сумму вычетов. В данном случае, учитывая что контур закольцован внутри полуплоскости верхней половины, единственный полюс, который находится внутри контура, это z = (1/i)^(1/3). Таким образом, интеграл будет равен
I = 2πi * (1 / (1 + i))^0.5.
Теперь воспользуемся выражением:
(1 / (1 + i))^0.5 = (1 / (1 + i))^(1/2) = ((1 + i)/(1 + i))^0.5 = (1)^0.5 = 1.
Интеграл I = 2πi.
Таким образом, интеграл от минус бесконечности до плюс бесконечности равен 2πi.
Исследуем интеграл вдоль контура в замкнутой полуплоскости верхней половины. Применяя обобщенную формулу Коши для контура бесконечности, мы можем выразить данный интеграл через вычеты.
Рассмотрим интеграл
I = ∮[C] dz / (1 - i*z^3)^0.5,
где [C] - контур, охватывающий полуплоскость верхней половины.
Функция в интеграле имеет полюс первого порядка в точке z = (1/i)^(1/3), которая является комплексным трехкратным корнем из -i. Мы можем найти вычет в этой точке, вычислив предел
Res[z=(1/i)^(1/3)] = lim[(z-(1/i)^(1/3)) * 1 / (1 - i*z^3)^0.5],
когда z стремится к (1/i)^(1/3).
Так как функция имеет полюс первого порядка в этой точке, то вычет можно найти вычисляя этот предел. Заметим, что
(1 - i*z^3) = (1 - i*((1/i)^(1/3))^3) = 0,
и значение (1/i)^(1/3) можно вычислить:
(1/i)^(1/3) = (1/i)^(2/6) = (1/i^2)^(1/6) = i^(1/6) = exp(i*pi/6) = exp(i*pi/6 + 2*k*pi*i) = cos(pi/6 + 2*k*pi) + i * sin(pi/6 + 2*k*pi),
где k - целое число.
Таким образом, вычет может быть найден как:
Res[z=(1/i)^(1/3)] = lim[z->(1/i)^(1/3)] [(z - (1/i)^(1/3)) / (1 - i*z^3)^0.5] = lim[z->(1/i)^(1/3)] [(z - (1/i)^(1/3)) / ((z - (1/i)^(1/3))*(1 + i*(z^3/(1/i)^(1/3)^3)))^0.5]
= lim[z->(1/i)^(1/3)] [1 / (1 + i*(z^3/(1/i)^(1/3)^3))^0.5] = 1 / (1 + i))^0.5.
Интеграл можно вычислить как 2πi умножить на сумму вычетов. В данном случае, учитывая что контур закольцован внутри полуплоскости верхней половины, единственный полюс, который находится внутри контура, это z = (1/i)^(1/3). Таким образом, интеграл будет равен
I = 2πi * (1 / (1 + i))^0.5.
Теперь воспользуемся выражением:
(1 / (1 + i))^0.5 = (1 / (1 + i))^(1/2) = ((1 + i)/(1 + i))^0.5 = (1)^0.5 = 1.
Интеграл I = 2πi.
Таким образом, интеграл от минус бесконечности до плюс бесконечности равен 2πi.
Руслан Ахметьянов
Жипити ?
Руслан Ахметьянов
Бред какой-то
Комплексный корень многозначная функция так-то
Руслан Ахметьянов
Тоже гейний
Алена Румянцева
Про главное значение не, не слышали?
Блин, приснится же такое!!)))
Георгий Родченков
да, это северный песец...
5-6 или 7 или 8
Алена Румянцева
Не угадал, Митрофанушка

Похожие вопросы
- Это вариант вступительного экзамена на физфак МГУ что ли, господа ? Думаю, что весь вариант любой сможет решить.
- Сможете решить: 8 ÷ 2 (2+2) = ?
- Кто сможет решить 2^n = a! + b! + c! ?
- Матпрак(очень сложные задачи)...
- Очень сложная задача по математике
- Помогите с очень сложной задачей, ее не осилит даже АС.
- Помогите пожалуйста с алгеброй 11 класс интегралы
- Какие виды интегралов существуют и что они означают?
- Как быстрее всего научиться решать задачи с интегралами, если я полный чайник в математике? С чего начать?
- В СССР не было интеграла в школьной программе ?