ТФКП в задачах - Колесникова (1188232), страница 13
Текст из файла (страница 13)
¡) §«®¦¥¨¥ ¢ àï¤ë √¥©«®à ¨ ®à ॣã«ïàëå ¢¥â¢¥© P n (z)n ᫨ à áᬠâਢ âì ¬®£®§ çãî äãªæ¨îqn(z + a)k (z + b)n−k ,â® ® à ᯠ¤ ¥âáï ॣã«ïàë¥ ¢¥â¢¨ ¢ ¯«®áª®á⨠á à §à¥§®¬, ᮥ¤¨ïî騬 à §«¨çë¥ ã«¨ ¯®¤ª®à¥®£® ¢ëà ¦¥¨ï.98஢®¤ï «®£¨çë¥ à áá㦤¥¨ï ¤«ï ª®¥ç®© â®çª¨z = c, ¯®«ã稬,çâ® ¢ ®ªà¥áâ®á⨠â®çª¨ z = c ¢¥â¢ì äãªp樨 f∗ (z) = n (z + a)k (z + b)n−k ∗ ¯à¨¬¥â ¢¨¤:qf∗ (z) = n (z + a)k (z + b)n−k ∗ ≡q≡ n (z + a − c + c)k (z + b − c + c)n−k ∗ ≡sz − c k z − c n−kn≡ (a + c)(b + c) 1 +1+∗ =a+cb+ckn−kqz − c n z − c nn= (a + c)(b + c)∗ 1 +1+.a+c 0b+c 0âáî¤ á«¥¤ã¥â, çâ® ¢ ®ªà¥áâ®áâ¨â®çª¨ z = a «î¡ ï ¢¥â¢ìpnkf (z) ¬®£®§ 箩 äãªæ¨¨ (z + a) (z + b)n−k ¨¬¥¥â ¢¨¤kn−kz − c n z − c nf (z) = f (c) 1 +1+(2.41).a+c 0b+c 0k− c n | â ¢¥â¢ì ¬®£®§ 箩 äãªæ¨¨£¤¥ g(z) = 1 + az +c 0 nk− c , ¤«ï ª®â®à®© g(c) = 1 ¨1 + az +ck∞z − c n X m z − c m=g(z) = 1 +Ck,a+c 0a+cn0|z − c| < |a + c|.®çª z = ∞ ¥ ï¥âáï â®çª®© ¢¥â¢«¥¨ï, ¯®í⮬㠪 ¦¤ ï ¢¥â¢ì ॣã«ïà ¢ ¥ª®â®à®¬ ª®«ìæ¥ ρ < |z| < ∞, ¨ ¥ñ¬®¦® à ᪫ ¤ë¢ âì ¢ ñ¬ ¢ àï¤ ®à .ਢ¥¤ñ¬ ä®à¬ã«ë ¢á¥å ¢¥â¢¥© ª ¢¨¤ã, 㤮¡®¬ã ¤«ï à áᬮâà¥¨ï ¢ ®ªà¥áâ®á⨠∞:qf∗ (z) = n (z + a)k (z + b)n−k ∗ ≡sn!n−ka kbzn 1 +1+∗ .zz¨¤®, çâ® «î¡ ï ¢¥â¢ì ¢ ∞ ¯à¨¨¬ ¥â ®¤® ¨§ § 票©® íâ® § 票¥ ¯® ¬®¤ã«î à ¢® ∞ | à ¡®â âì á ¨¬ ¥¯à®áâ®.®¦® ¯®áâ㯠âì ¤¢®ïª®.√nzn.99√®-¯¥à¢ëå, ¢ ¯.
2.1.3, (2.20), ¯®ª § ®, çâ® n z n | íâ®√ ä®à¬ã« 2πmiᮤ¥à¦¨â n à §«¨çëå ®¤®§ çëå äãªæ¨©: n z n == ze n . ®í⮬㠬®¦® § ¯¨á âì, çâ®! n−kkanb nfm (z) = ze1+1+, m = 0, 1, . . . , (n − 1), (2.41∗ )z 0z 0 nk nkaa£¤¥ g(z) = 1 + z | íâ® â ¢¥â¢ì äãªæ¨¨ 1 + z , ¤«ï2πmin0ª®â®à®© g(∞) = 1 ¨ a < 1 ⇐⇒ |z| > |a|.z k∞a n X l a lg(z) = 1 +=Ck,z 0n z0®-¢â®àëå,çâ®¡ë ¨§¡¥¦ âì à ¡®âë á ∞, ç áâ® à áᬠâà¨f (z) ¢ îâ z . ®¤à®¡¥¥ á¬.
¢ ¯à¨¬¥à å.∞2.2.3. ¢) §«®¦¥¨¥ ¢ àï¤ë r¥©«®à ¨ ®à ॣã«ïàëå ¢¥â¢¥© QP (z)(z)nmmrm− a) ᫨ à áᬠâਢ âì äãªæ¨î n ab0 (zm , m < n, â® ® 0 (z − b)à ᯠ¤ ¥âáï ॣã«ïàë¥ ¢¥â¢¨ ¢ ¯«®áª®á⨠á à §à¥§®¬, ᮥ¤¨ïî騬 㫨 ç¨á«¨â¥«ï ¨ § ¬¥ ⥫ï.ãáâì â®çª z = c ¥ ¯à¨ ¤«¥¦¨â à §à¥§ã. ®£¤ «î¡ â¢ì ॣã«ïà ¢ ¥ª®â®à®© ®ªà¥áâ®á⨠|z − c| < ρ (£¤¥ ρ |à ááâ®ï¨î ®â â®çª¨ z = a ¤® à §à¥§ ) ¨ à §« £ ¥âáï â ¬ ¢àï¤ ¥©«®à . ¯®¬®éìî ¯à¥®¡à §®¢ ¨©, «®£¨çëå ¯à¥¤ë¤ã騬,¯®«ã稬, çâ®sf∗ (z) =100nsma0 (z − a)mn a0 (z − c + c − a)≡∗∗ ≡b0 (z − b)mb0 (z − c + c − b)mvumuuuz−cuut c − a m a0 1 + c − a≡ nm ∗ =c−bb0−c1 + zc −brmmz − c n z − c − nc − a m a0 = n1+=∗ 1+c−bb0c−a 0c−b 0mmz − c n z − c − n= f∗ (c) 1 +1+,c−a 0c−b 0rm«î¡ ï ¢¥â¢ì f (z) ¬®£®§ 箩 äãªæ¨¨ n a0 (z − a)m ¢â. ¥.b0 (z − b)®ªà¥áâ®á⨠â®çª¨ z = c ¬®¦¥â ¡ëâì ¯à¨¢¥¤¥ ª ¢¨¤ãmmz − c n z − c − nf (z) = f (c) 1 +1+.c−a 0c−b 0z = ∞ ¥ ï¥âáï â®çª®© ¢¥â¢«¥¨ï(2.42)®çª ¤«ï äãªrm− a)樨 n ab0 (zm , ¯®íâ®¬ã «î¡ ï ¢¥â¢ì ॣã«ïà ¢ ¥ª®â®à®¬0 (z − b)ª®«ìæ¥ ρ < |z| < ∞, ¨ ¥ñ ¬®¦® à ᪫ ¤ë¢ âì ¢ ñ¬ ¢ àï¤ ®à :vuuuuuutma1−za0 (z −n a0f∗ (z) = nm ∗ =∗ ≡mb0b0 (z − b)1 − zb!− m!− mrmma0 a nb nb na nn1−1−= f∗ (∞) 1 −,=∗ 1−b0z 0z 0z 0z 0rmâ.
¥. «î¡ ï ¢¥â¢ì f (z) ¬®£®§ 箩 äãªæ¨¨ n a0 (z − a)m ¢sa)mb0 (z − b)®ªà¥áâ®á⨠â®çª¨ z = ∞ ¬®¦¥â ¡ëâì ¯à¨¢¥¤¥ ª ¢¨¤ã!− mmb na n1−.f (z) = f (∞) 1 −z 0z 02.2.3. £) §«®¦¥¨¥ ॣã«ïàëå ¢¥â¢¥©m < n ¢ àï¤ ¥©«®à pn(2.43)Pm (z), ᫨ á⥯¥ì ¬®£®ç«¥ Pm (z)p ¬¥ìè¥ n, â® z = ∞ ï¥âáï â®çª®© ¢¥â¢«¥¨ï äãªæ¨¨ n Pm (z), m < n, ¨ «î¡ ï ॣã«ïà ï ¢¥â¢ì äãªæ¨¨ à §« £ ¥âáï ¢ àï¤ ¥©«®à ¢ ®ªà¥áâ®á⨠«î¡®© â®çª¨ c, ¥ ¯à¨ ¤«¥¦ 饩 à §à¥§ã, ᮥ¤¨ïî饬ã à §«¨çë¥ ª®à¨ ¬®£®ç«¥ Pm (z) ¨ ∞.101r2.2.3. ¤) §«®¦¥¨¥ ॣã«ïàëå ¢¥â¢¥© QPk < n, m < n, k 6= m ¢ àï¤ ¥©«®à nk (z)m (z), ᫨ á⥯¥ì ç¨á«¨â¥«ï ¥ à ¢ á⥯¥¨ r§ ¬¥ ⥫ï, â®P (z)z = ∞ ï¥âáï â®çª®© ¢¥â¢«¥¨ï äãªæ¨¨ n k, k < n,Qm (z)m < n, k 6= m, ¨ «î¡ ï ॣã«ïà ï ¢¥â¢ì äãªæ¨¨ à §« £ ¥âáï¢ àï¤ ¥©«®à ¢ ®ªà¥áâ®á⨠«î¡®© â®çª¨ c, ¥ ¯à¨ ¤«¥¦ é¥©à §à¥§ã, ᮥ¤¨ïî饬ã 㫨 ç¨á«¨â¥«ï, § ¬¥ â¥«ï ¨ ∞.2.2.4.
ï¤ë ¥©«®à äãªæ¨© (1 + x2 )α ¨ (1 + z 2 )α ,ln(1 + x2 ) ¨ ln(1 + z 2 )§¢¥áâ®, çâ® àï¤ë ¥©«®à ¢ ®ªà¥áâ®á⨠x = 0 äãªæ¨©¨ ln(1 + x) ¨¬¥îâ à ¤¨ãá á室¨¬®áâ¨, à ¢ë© 1. ⮥áâ¥á⢥®, â. ª. ¯à¨ x = −1 ¯à®¨§¢®¤ë¥, ç¨ ï á ¥ª®â®à®£® n, áâ ®¢ïâáï ¥®£à ¨ç¥ë¬¨.® ¯®ç¥¬ã ¨ ã äãªæ¨© (1 + x2 )α ¨ ln(1 + x2 ) à ¤¨ãá á室¨¬®áâ¨ à ¢¥ 1? ¥¤ì í⨠äãªæ¨¨ ¡¥áª®¥ç® ¤¨ää¥à¥æ¨àã¥¬ë ¢á¥© ç¨á«®¢®© ®á¨.
íâ®â ¢®¯à®á 1-®¬ ªãàᥠ®â¢¥â ¥â.y®£®§ çë¥ äãªæ¨¨ (1 + z 2 )α , α 6= 12 ¨iLn(1 + z 2 ) ¨¬¥îâ ¯® âਠâ®çª¨ ¢¥â¢«¥¨ï:z = ±i, z = ∞. ®í⮬ã à ᯠ¤ îâáï x ॣã«ïàë¥ ¢¥â¢¨ ¢ ¯«®áª®á⨠á à §à¥§®¬,0¨å ᮥ¤¨ïî騬. ஢¥¤¥¬, ¤«ï ¯à¨¬¥à ,à §à¥§ ¯® «ãç ¬ ¬¨¬®© ®á¨: (−i∞; −i] ∪∪ [i; +i∞) (á¬. à¨á. 2.18), çâ®¡ë ¢¥â¢¨ áã¨á. 2.18é¥á⢮¢ «¨ ®á¨ Ox. áᬮâਬ á ç « f (z) | âã ¢¥â¢ì (1 + z 2 )α , ¤«ï ª®â®à®©f (0) = 1.
®£¤ íâ ¢¥â¢ì ®¯à¥¤¥«¥ , ¢ ç áâ®áâ¨, ¢á¥©¤¥©á⢨⥫쮩 ®á¨ ¨ ᮢ¯ ¤ ¥â â ¬ á äãªæ¨¥© f (x) = (1 ++ x2 )α (¯à®¢¥àìâ¥!)ãªæ¨ï f (z) ॣã«ïà ¢ ®ªà¥áâ®á⨠z = 0, § ç¨â, à §« £ ¥âáï â ¬ ¢ àï¤ ¥©«®à ¯® á⥯¥ï¬ z . ¤¨ãá á室¨¬®áâ¨àï¤ à ¢¥ à ááâ®ï¨î ¤® ¡«¨¦ ©è¥© ®á®¡®© â®çª¨, â. ¥. |z| <(1 + x)α102< 1. ¢®â ýá«¥¤®¬þ f (z) ¤¥©á⢨⥫쮩 ®á¨ ï¥âáïäãªæ¨ï f (x) = (1 + x2 )α , § ç¨â, ® à ᪫ ¤ë¢ ¥âáï ¢ à拉©«®à ¯® á⥯¥ï¬ x ¯à®¬¥¦ã⪥ (−1; 1), çâ® ª ª à § ¨ ᮢ¯ ¤ ¥â á १ã«ìâ ⮬ 1-£® ªãàá ¨ ®¤®¢à¥¬¥® ®¡êïáï¥â â®,¯®ç¥¬ã à ¤¨ãá á室¨¬®áâ¨ à ¢¥ 1 (¥á¬®âàï â®, çâ® äãªæ¨ï ¡¥áª®¥ç® ¤¨ää¥à¥æ¨à㥬 ¢á¥© ç¨á«®¢®© ®á¨!).¥¯¥àì ¯®¯à®¡ã¥¬ à §«®¦¨âì f (x) = (1 + x2 )α ¯® á⥯¥ï¬à §®á⨠(x − a), £¤¥ a 6= 0, a ∈ R.
ᥠ¯à®¨§¢®¤ë¥ ¢ â®çª¥x = a áãé¥áâ¢ãîâ, § ç¨â, ¬®¦® § ¯¨á âì, çâ® àï¤ ¨¬¥¥â ¢¨¤∞ f k (a)P(x − a)k . ® á室¨âáï «¨ àï¤, , ¥á«¨ á室¨âáï, â® £¤¥ ¨k!0ª 祬ã, ¯¥à¢®ªãàᨪ ᪠§ âì ¥ ᬮ¦¥â. ந§¢¥¤ï ®¡ëçãî§ ¬¥ã ¯¥à¥¬¥ëå: t = x − a, ¬®¦® ¯à¨¢¥á⨠äãªæ¨î ª¢¨¤ã!αt2 + 2at2 α2 α˜f (x) = 1 + ((x − a) + a)⇐⇒ f (t) = (1+a ) 1 +.1 + a222at ¥ à §« £ ¥âáï «¨¥©® ª¢ ¤à âë© âàñåç«¥ 1 + t1 ++ a2ë¥ ¬®¦¨â¥«¨ á ¤¥©á⢨⥫ì묨 ª®íä䍿¨¥â ¬¨, ¯®í⮬ãᢥá⨠ª ¯à®¨§¢¥¤¥¨î ¨§¢¥áâëå à冷¢ ¥«ì§ï.®¯à®¡ã¥¬ ᤥ« âì íâ® á ¯®¬®éìî .yI ª ª ª (1+z 2 )α à ᯠ¤ ¥âáï ॣã«ïàë¥ ¢¥â¢¨ ¢ ¯«®áª®á⨠á à §à¥§®¬i(á¬.
à¨á. 2.19), â® «î¡ ï ¢¥â¢ì ॣã«ïà ¢ ®ªà¥áâ®á⨠z = a, a 6= 0, a ∈ Rax0¨ à §« £ ¥âáï ¢ àï¤ ¥©«®à ¯® á⥯¥ï¬ à §®á⨠z−a, à ¤¨ãá ª®â®à®£® à - −i¢¥ à ááâ®ï¨î ®â æ¥âà à §«®¦¥¨ï¤® ¡«¨¦ ©è¥© ®á®¡®© â®çª¨,√â. ¥. à ¨á. 2.19¤¨ãá á室¨¬®á⨠àï¤ à ¢¥ a2 + 1.¥¯¥àì ¬ë ¬®¦¥¬ ®â¢¥â¨âì ¢®¯à®áë ¯¥à¢®ªãàᨪ : â ªª ª f (x) = (1 + x2 )α ï¥âáï á«¥¤®¬ f (z) ®áì Ox, â® f (x) == (1 + x2 )α à §« £ ¥âáï ¢ àï¤ ¥©«®à ¢ ®ªà¥áâ®áâ¨a 6= 0,√a ∈ R, ¨ à ¤¨ãá á室¨¬®á⨠í⮣® àï¤ à ¢¥ a2 + 1.®á¬®âਬ, ª ª ¢ë£«ï¤¨â àï¤ ¢ .103 ª ª ª(1 + z 2 )α = ((z + i)(z − i))α ≡ ((z − a + a + i)(z − a + a − i))α ≡z − a z − a α≡ (a + i)(a − i) 1 +1+=a+ia−iz − a α z − a α= (a2 + 1)α∗ 1 +1+,a+i 0a−i 0 f (a) = (1 + a2 )α∗ , â®z − a α z − a α.f (z) = f (a) 1 +1+a+i 0a−i 0α ᨧ ¬®¦¨â¥«¥© 1 + za −+ ai 1 + za −− ai ¦¤ë©à §« £ 00¥âáï ¢ ᢮© àï¤ ¥©«®à ,√® ®¡ ¨¬¥îâ ®¤¨ ¨ â®â ¦¥ à ¤¨ãáá室¨¬®á⨠R = |a ± i| = a2 + 1.¡®§ 稬, ¤«ï 㤮¡á⢠, z − a = t, a + i = b, a − i = b.®£¤ !αt αt1+1+=b 0b 0!α(α − 1) .
. .(α − k + 1)t α(α − 1)t2= 1+α ++ ... ++ ... ×b2!b2k!bkα(α − 1) . . .(α − k + 1)t α(α − 1)t2 =+ ... ++...× 1 + α +2kb2!bk!b α(α − 1) 11 1 b + b 22 2 + 2 + α + . . .= 1 + αt + t 2!bbbbbb¨¤®, çâ® ª®íä䍿¨¥âë à §«®¦¥¨ï ¤¥©á⢨⥫ìë. ¯¨á âì ®¡é¨© ç«¥ ¬®¦®, ® ® ¢ë£«ï¤¨â £à®¬®§¤ª®. âáî¤ ,¢ ç áâ®áâ¨, ¢¨¤®, çâ® f (x) = (1 + x2 )α , ª ª á«¥¤ f (z), ¨¬¥¥â¢ ®ªà¥áâ®á⨠â®çª¨ x = a ¢¨¤x − a αx − a α 1+f (x) = (a2 + 1)α 1 +,a+ia−iª ¦¤ë© ¬®¦¨â¥«ì ª®â®à®£® ï¥âáï ¡¨®¬®¬, ® á ª®¬¯«¥ªá묨 ª®íä䍿¨¥â ¬¨ (í⮣® 1-®¬ ªãàᥠ¥ ¯à®å®¤ïâ). J®«¥¥ ¨â¥à¥áë¬, â.
ª. ¯®«ãç¨âáï å®à®è¨© àï¤, ¡ã¤¥â à襤«ï ln(1 + x2 ) ¢ ®ªà¥áâ®á⨠x = a 6= 0, a ∈ R.104®-¯à¥¦¥¬ã à §«®¦¨âì ¯®¤«®£ à¨ä¬¨ç¥áª®¥ ¢ëà ¦¥¨¥ «¨¥©ë¥ ¬®¦¨â¥«¨ á ¤¥©á⢨⥫ì묨 ª®íä䍿¨¥â ¬¨¥¢®§¬®¦®. ®í⮬㠨 à §«®¦¨âì ¢ àï¤ ¢ ãá«®¢¨ïå à ¡®âë ¢R ⮦¥ ¥ ¯®«ãç¨âáï.
ª ª ª â®çª¨ ¢¥â¢«¥¨ï Ln(1 + z 2 ) ⥦¥, çâ® ¨ ã (1 + z 2 )α , â® à §à¥§ ®áâ ¢¨¬ â®â ¦¥ (á¬. à¨á. 2.18). ª ª ªILn∗ (1 + z 2 ) ≡ Ln∗ (z + i)(z − i) ≡ Ln∗ (z − a + a + i)(z − a + a − i) ≡z − a z − a≡ Ln∗ (a + i)(a − i) 1 +1+=a+ia−iz−az − a= Ln∗ (a2 + 1) + ln 1 ++ ln 1 +,a+ia−iâ®z − az − af (z) = ln(a + 1) + ln 1 ++ ln 1 +=a+ia−i!∞X(−1)k−1 (z − a)k (a − i)k + (a + i)k2= ln(a + 1) +=k(a2 + 1)k12= ln(a2 + 1) + 2∞X(−1)k−1 (z − a)k cos kα,|z − a| <ln(1 + x2 ) =∞X(−1)k−1 (x − a)k cos kα,ln(a2 + 1) + 2kk(a2 + 1) 21|x − a| <1k(a2£¤¥ sin α = √ 21 , cos α =a +1âáî¤ á«¥¤ã¥â, çâ®+ 1)k2pa2 + 1,√ a.a2 + 1pa2 + 1,£¤¥ sin α = √ 21 , cos α = √ 2a .a +1a +1®«ã稫áï ýªà ᨢë©þ àï¤!J ª ¯à®¡«¥¬ë ¬ ⥬ â¨ç¥áª®£® «¨§ ®¡êïáïîâáï ¨à §à¥è îâáï á ¯®¬®éìî .¥¯¥àì ¡ã¤¥¬ à¥è âì ¡®«¥¥ á«®¦ë¥ § ¤ ç¨.ਬ¥à 2.7.
ãáâì f (z) | ॣã«ïà ï ¢¥â¢ì ¬®£®§ 箩 äãªæ¨¨ e−z · Ln(z − 1) ¢ ¯«®áª®á⨠á à §à¥§®¬ ¯® ªà¨¢®©γ : z = 1 − it, t > 0 â ª ï, çâ® f 00 (0) = 1 − iπ . ©¤¨â¥ ¯¥à¢ë¥âਠ童 à §«®¦¥¨ï f (z) ¢ àï¤ ¥©«®à ¯® á⥯¥ï¬ (z − 2).105y®£®§ ç ï äãªæ¨ï e−z Ln(z −1)¨¬¥¥â, ᮣ« á® ¯. 2.1.2, ¤¢¥ â®çª¨ ¢¥âi¢«¥¨ï: z = 1, z = ∞, § ç¨â, à ᯠ¤ ¥âáï ॣã«ïàë¥ ¢¥â¢¨ ¢ ¯«®áª®á⨠áx ¯à®¨§¢®«ìë¬ à §à¥§®¬, ¨å ᮥ¤¨ïî02騬. ¤ ë© à §à¥§ 㤮¢«¥â¢®àï¥â−ií⮬ã ãá«®¢¨î (á¬. à¨á.