辅导课程 十八
§ 3 辐角原理与儒歇定理
1 对数残数与辐角原理形如的积分称为对数残数
dzzf
zf
i?
2
1
引理 6.4 ( 1) 设 为 的级零点,则 必为函数 的一级极点,且
azf n
a
zf
zf?
n
zf
zf
s
az
Re
( 2) 设 为 的 级极点,
则 必为函数 的一级极点 。 且b
zf mb
zf
zf?
mzf
zfs
az
Re
证,( 1) 若 为 的 级零点,则有其中 解析,且于是
azf n
zgazzf n
zg 0?ag
因右端第二式解析,故 为 的一级极点,且( 1)式成立。
zgazzgaznzf nn 1
zg
zg
az
n
zf
zf
a
zf
zf?
定理 6.9 设 是一条围线,满足:
( 1) 在 的内部除可能有极点外是解析的 。
( 2) 在 上解析且不为零 。
则有
Czf
zf C
zf C
CfPCfNdzzf
zf
i C
,,
2
1
辐角原理 在定理 6.9的条件下,有
2
a r g,,zfCfPCfN C
定理 6.10( 儒歇定理 ) 设 是一条围线,函数 及 满足:
( 1) 它们在内部均解析,且连续到
( 2) 在 上,
则
z?
C
C
zzf
zf
C
CfNCfN,,
例 6.13 设 次多项式合条件则 在单位圆 内有 个零点。
n
000 aazazazp ntntn
nttt aaaaa 110
zp 1?z tn?
证,取易验证在单位圆周上,有
tnt zazf
ntnttntn azazazaz 11110?
zzf
依儒歇定理知在单位圆内的零点,与在单位圆一样多,即 个 。
zzfzp
tnt zazf
tn?
例 6.14 试证:当 时,方程在单位圆 内有 个根。
ea?
0 nz aze
1?z
n
证,在单位圆周 上,有
1?z
eaaz n
eeee zzz Re
zn eaz
由儒歇定理即方程在单位圆 内有 个根 。
nzazNzazeN nnn 11,,
1?z n
例 6.16 试证:方程的根全在圆环 内 。
01237 zz
21 z
证:由例 6.13知方程在 无根 。
又在圆周 上故由儒歇定理,方程的 7个根全在上。
1?z
2?z
7733 21 2 8208121212 zzz
21 z
§ 3 辐角原理与儒歇定理
1 对数残数与辐角原理形如的积分称为对数残数
dzzf
zf
i?
2
1
引理 6.4 ( 1) 设 为 的级零点,则 必为函数 的一级极点,且
azf n
a
zf
zf?
n
zf
zf
s
az
Re
( 2) 设 为 的 级极点,
则 必为函数 的一级极点 。 且b
zf mb
zf
zf?
mzf
zfs
az
Re
证,( 1) 若 为 的 级零点,则有其中 解析,且于是
azf n
zgazzf n
zg 0?ag
因右端第二式解析,故 为 的一级极点,且( 1)式成立。
zgazzgaznzf nn 1
zg
zg
az
n
zf
zf
a
zf
zf?
定理 6.9 设 是一条围线,满足:
( 1) 在 的内部除可能有极点外是解析的 。
( 2) 在 上解析且不为零 。
则有
Czf
zf C
zf C
CfPCfNdzzf
zf
i C
,,
2
1
辐角原理 在定理 6.9的条件下,有
2
a r g,,zfCfPCfN C
定理 6.10( 儒歇定理 ) 设 是一条围线,函数 及 满足:
( 1) 它们在内部均解析,且连续到
( 2) 在 上,
则
z?
C
C
zzf
zf
C
CfNCfN,,
例 6.13 设 次多项式合条件则 在单位圆 内有 个零点。
n
000 aazazazp ntntn
nttt aaaaa 110
zp 1?z tn?
证,取易验证在单位圆周上,有
tnt zazf
ntnttntn azazazaz 11110?
zzf
依儒歇定理知在单位圆内的零点,与在单位圆一样多,即 个 。
zzfzp
tnt zazf
tn?
例 6.14 试证:当 时,方程在单位圆 内有 个根。
ea?
0 nz aze
1?z
n
证,在单位圆周 上,有
1?z
eaaz n
eeee zzz Re
zn eaz
由儒歇定理即方程在单位圆 内有 个根 。
nzazNzazeN nnn 11,,
1?z n
例 6.16 试证:方程的根全在圆环 内 。
01237 zz
21 z
证:由例 6.13知方程在 无根 。
又在圆周 上故由儒歇定理,方程的 7个根全在上。
1?z
2?z
7733 21 2 8208121212 zzz
21 z