zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Khoa Học Tự Nhiên

Giáo trình hướng dẫn phân tích các ứng dụng của hình học phẳng trong dạng đa phân giác p9

Chia sẻ: Fdsf Gfjy | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Báo xấu

66
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'giáo trình hướng dẫn phân tích các ứng dụng của hình học phẳng trong dạng đa phân giác p9', khoa học tự nhiên, toán học phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình hướng dẫn phân tích các ứng dụng của hình học phẳng trong dạng đa phân giác p9

h a n g e Vi h a n g e Vi XC XC e e F- F- w w PD PD er er ! ! W W O O N N y y bu bu to to k k lic lic C C w w m m w w w w o o .c .c Ch−¬ng 3. TÝch Ph©n Phøc .d o .d o c u -tr a c k c u -tr a c k β β = ∫ λfoγ(t )γ ′(t )dt + ∫ goγ(t )γ ′(t )dt = λ ∫ f (z)dz + ∫ g(z)dz α α Γ Γ 2. §Þnh h−íng NÕu h m f kh¶ tÝch trªn ®−êng cong Γ+ = (ab) th× h m f còng kh¶ tÝch trªn ®−êng cong Γ- = (ba). ∫ f (z)dz ∫ f (z)dz =- (3.2.2) ba ab Chøng minh Tham sè ho¸ Γ+ = γ-([α, β]) víi γ- : [α, β] → D, γ-(t) = γ(-t + α + β) Tõ gi¶ thiÕt suy ra h m foγ-(t)γ-’(t) kh¶ tÝch trªn [α, β]. β β ∫ foγ(-t + α + β)γ ′(-t + α + β)dt = - ∫ foγ(s)γ ′(s)ds ∫ f (z)dz = - Γ− α α 3. HÖ thøc Chasles NÕu h m f kh¶ tÝch trªn ®−êng cong Γ = (ab) th× víi mäi c ∈ Γ h m f kh¶ tÝch trªn c¸c ®−êng cong Γ1 = (ac) v Γ2 = (cb). ∫ f (z)dz + ∫ f (z)dz = ∫ f (z)dz (3.2.3) ac cb ab Chøng minh Gi¶ sö c = γ(ε) víi ε ∈ [α, β]. Tham sè ho¸ Γ1 = γ1([α, ε]) víi γ1 : [α, ε] → D, γ1(t) = γ(t) Γ2 = γ2([ε, β]) víi γ2 : [ε, β] → D, γ2(t) = γ(t) Tõ gi¶ thiÕt suy ra h m foγ1(t)γ1’(t) kh¶ tÝch trªn [α, ε] v foγ1(t)γ1’(t) kh¶ tÝch trªn [ε, β]. β β ε (t )γ 1 (t )dt + ∫ foγ 2 (t )γ ′ (t )dt = ′ ∫ foγ(t )γ ′(t )dt ∫ foγ 1 2 α ε α 4. ¦íc l−îng tÝch ph©n KÝ hiÖu s(Γ) l ®é d i cña ®−êng cong Γ. NÕu h m f kh¶ tÝch trªn ®−êng cong Γ th× h m | f(z) | kh¶ tÝch trªn ®−êng cong Γ. ∫ f (z)dz ∫ f (z) ds ≤ supΓ | f(z) | s(Γ) ≤ (3.2.4) Γ Γ Chøng minh Tõ gi¶ thiÕt suy ra h m foγ(t)γ’(t) kh¶ tÝch trªn [α, β]. KÕt hîp c«ng thøc (3.1.3) víi c«ng thøc tÝch ph©n ®−êng lo¹i 1 suy ra β β ∫ foγ(t ) γ ′(t ) dt = ∫ f (z) ds ∫ foγ(t )γ ′(t)dt ∫ f (z)dz ≤ = Γ α Γ α Gi¸o Tr×nh To¸n Chuyªn §Ò Trang 45
h a n g e Vi h a n g e Vi XC XC e e F- F- w w PD PD er er ! ! W W O O N N y y bu bu to to k k lic lic C C w w m m w w w w o o .c .c Ch−¬ng 3. TÝch Ph©n Phøc .d o .d o c u -tr a c k c u -tr a c k 5. Liªn hÖ tÝch ph©n ®−êng NÕu h m f(z) = u(x, y) + iv(x, y) kh¶ tÝch trªn ®−êng cong Γ th× c¸c h m u(x, y) v v(x, y) kh¶ tÝch trªn ®−êng cong Γ. ∫ f (z)dz = ∫ u(x, y)dx − v(x, y)dy + i ∫ v(x, y)dx + u(x, y)dy (3.2.5) Γ Γ Γ Chøng minh Tõ gi¶ thiÕt suy ra c¸c h m u(t) v v(t) kh¶ tÝch trªn [α, β]. KÕt hîp c«ng thøc (3.1.3) víi c«ng thøc tÝch ph©n ®−êng lo¹i 2 suy ra c«ng thøc (3.2.5) C«ng thøc Newton-Leibniz H m gi¶i tÝch F(z) gäi l nguyªn h m cña h m f(z) trªn miÒn D nÕu ∀ z ∈ D, F’(z) = f(z) Cho h m f(z) cã nguyªn h m l F(z) v Γ = (ab). Khi ®ã ta cã ∫ f (z)dz = F(b) - F(a) (3.2.6) ab Chøng minh Tõ gi¶ thiÕt suy ra h m Foγ(t) l nguyªn h m cña foγ(t) trªn [α, β]. KÕt hîp c«ng thøc (3.1.1) v c«ng thøc Newton - Leibniz cña tÝch ph©n x¸c ®Þnh. β ∫ f (z)dz = ∫ f[γ(t )]γ ′(t )dt = Foγ(β) - Foγ(α) α ab dz víi Γ l ®−êng trßn | z | = R ®Þnh h−íng d−¬ng ∫z VÝ dô TÝnh tÝch ph©n I = n Γ Ta cã Γ = (ab) víi a = Re , b = Rei2π i0 Víi n ≠ 1 h m f(z) = 1n cã nguyªn h m F(z) = 1 z 1− n suy ra I = F(b) - F(a) = 0 1− n z Víi n = 1 h m f(z) = 1 cã nguyªn h m F(z) = Lnz. Tuy nhiªn h m logarit chØ x¸c ®Þnh z ®¬n trÞ trªn ∀ - (-∞, 0]. V× vËy I = Ln1(ei2π) - Ln0(ei0) = 2πi §3. §Þnh lý Cauchy §Þnh lý Cho h m f gi¶i tÝch trªn miÒn D ®¬n liªn v ®−êng cong Γ ®¬n, kÝn, tr¬n tõng khóc, ®Þnh h−íng d−¬ng v n»m gän trong miÒn D. Khi ®ã ta cã ∫ f (z)dz = 0 (3.3.1) Γ Chøng minh KÝ hiÖu DΓ ⊂ D l miÒn ®¬n liªn cã biªn ®Þnh h−íng d−¬ng l ®−êng cong Γ. §Ó ®¬n gi¶n ta xem h m f(z) = u(x, y) + iv(x, y) víi c¸c h m u v v cã ®¹o h m liªn tôc trªn D. Trang 46 Gi¸o Tr×nh To¸n Chuyªn §Ò
h a n g e Vi h a n g e Vi XC XC e e F- F- w w PD PD er er ! ! W W O O N N y y bu bu to to k k lic lic C C w w m m w w w w o o .c .c Ch−¬ng 3. TÝch Ph©n Phøc .d o .d o c u -tr a c k c u -tr a c k ¸p dông c«ng thøc (3.2.5), c«ng thøc Green v ®iÒu kiÖn Cauchy-Riemann. ∫ f (z)dz = ∫ (udx − vdy) + i ∫ (vdx + udy) Γ Γ Γ ∂v ∂u ∂u ∂v ∫∫ (− ∂x − ∂y )dxdy + i ∫∫ ( ∂x − ∂y )dxdy = 0 = DΓ DΓ Chó ý H m f gi¶i tÝch kh«ng ®ñ ®Ó c¸c h m u v v cã ®¹o h m riªng liªn tôc. Do ®ã viÖc chøng minh ®Þnh lý Cauchy thùc ra phøc t¹p h¬n rÊt nhiÒu. B¹n ®äc quan t©m ®Õn phÐp chøng minh ®Çy ®ñ cã thÓ t×m ®äc ë c¸c t i liÖu tham kh¶o. HÖ qu¶ 1 Cho miÒn D ®¬n liªn cã biªn ®Þnh h−íng d−¬ng l ®−êng cong ®¬n, kÝn, tr¬n tõng khóc v h m f liªn tôc trªn D , gi¶i tÝch trong D. ∫ f (z)dz = 0 (3.3.2) ∂D Chøng minh Theo ®Þnh nghÜa tÝch ph©n, ta cã thÓ xem tÝch ph©n trªn ∂D nh− l giíi h¹n cña tÝch ph©n trªn ®−êng cong Γ ®¬n, kÝn, tr¬n tõng khóc, ®Þnh h−íng d−¬ng, n»m gän trong miÒn D v dÇn ®Õn ∂D. HÖ qu¶ 2 Cho miÒn D ®a liªn cã biªn ®Þnh h−íng d−¬ng gåm h÷u h¹n ®−êng cong ®¬n, kÝn, tr¬n tõng khóc v h m f liªn tôc trªn D , gi¶i tÝch trong D. ∫ f (z)dz (3.3.3) ∂D Chøng minh Gi¶ sö miÒn D ®a liªn v chóng ta c¾t miÒn D b»ng c¸c cung (ab) v (cd) nhËn ®−îc miÒn ®¬n liªn D1 nh− a b c d h×nh bªn. Ta cã ∂D1 = ∂D + (ab) + (ba) + (cd) + (dc) KÕt hîp hÖ qu¶ 2 v tÝnh ®Þnh h−íng, tÝnh céng tÝnh cña tÝch ph©n ∫ f (z)dz = ∫ f (z)dz + ∫ f (z)dz + ∫ f (z)dz + ∫ f (z)dz + ∫ f (z)dz = ∫ f (z)dz 0= ∂D ∂D ∂D 1 ab ba cd dc HÖ qu¶ 3 Cho miÒn D ®a liªn cã biªn ®Þnh h−íng d−¬ng gåm h÷u h¹n ®−êng cong ®¬n, kÝn, tr¬n tõng khóc ∂D = L+ + L− + ... + L−n v h m f liªn tôc trªn D , gi¶i tÝch trong D. 0 1 n ∑ ∫ f (z)dz ∫ f (z)dz = (3.3.4) k =1 L k L0 Chøng minh Suy ra tõ c«ng thøc (3.3.3) v tÝnh ®Þnh h−íng, tÝnh céng tÝnh cña tÝch ph©n. Gi¸o Tr×nh To¸n Chuyªn §Ò Trang 47
h a n g e Vi h a n g e Vi XC XC e e F- F- w w PD PD er er ! ! W W O O N N y y bu bu to to k k lic lic C C w w m m w w w w o o .c .c Ch−¬ng 3. TÝch Ph©n Phøc .d o .d o c u -tr a c k c u -tr a c k HÖ qu¶ 4 Cho h m f gi¶i tÝch trong miÒn D ®¬n liªn. Khi ®ã tÝch ph©n ∫ f (ζ)dζ víi a, z ∈ D (3.3.5) az kh«ng phô thuéc ®−êng cong ®¬n, tr¬n tõng khóc, nèi a víi z v n»m gän trong miÒn D. Chøng minh Gi¶ sö (amb) v (anb) l hai ®−êng cong ®¬n, tr¬n tõng n khóc, nèi a víi z v n»m gän trong D. Khi ®ã (amzna) l z ®−êng cong ®¬n, tr¬n tõng khóc, kÝn v n»m gän trong D. a m Tõ c«ng thøc (3.3.1) v tÝnh céng tÝnh ∫ f (ζ)dζ = ∫ f (ζ)dζ ∫ f (ζ)dζ 0= + amzna amz zna ChuyÓn vÕ v sö dông tÝnh ®Þnh h−íng suy ra ∫ f (ζ)dζ ∫ f (ζ)dζ = amz anz HÖ qu¶ 5 Cho h m f gi¶i tÝch trªn miÒn D ®¬n liªn v a ∈ D. Khi ®ã h m z F(z) = ∫ f (ζ )dζ víi z ∈ D (3.3.6) a l nguyªn h m cña h m f trong miÒn D v F(a) = 0. Chøng minh Theo c«ng thøc (3.3.5) h m F x¸c ®Þnh ®¬n trÞ trªn miÒn D v F(a) = 0. Ngo i ra víi mäi (z, h) ∈ D × ∀ sao cho [z, z + h] ⊂ D z+h F(z + h) − F(z) 1 ∫ (f (ζ) − f (z))dζ ≤ sup{| f(ζ) - f(z) | : ζ ∈ [z, z + h]} − f (z) = h h z 0 → 0  h→ Suy ra h m F gi¶i tÝch trong D v F’(z) = f(z). §4. C«ng thøc tÝch ph©n Cauchy Bæ ®Ò Cho ®−êng cong Γ ®¬n, kÝn, tr¬n tõng khóc, ®Þnh h−íng d−¬ng v D = DΓ. Khi ®ã ta cã 1 a ∈ D 1 dz ∫ z − a = 0 a ∉ D ∀ a ∈ ∀ - Γ, IndΓ(a) = (3.4.1) 2 πi  Γ H m IndΓ(a) gäi l chØ sè cña ®iÓm a ®èi víi ®−êng cong Γ. Chøng minh Trang 48 Gi¸o Tr×nh To¸n Chuyªn §Ò
h a n g e Vi h a n g e Vi XC XC e e F- F- w w PD PD er er ! ! W W O O N N y y bu bu to to k k lic lic C C w w m m w w w w o o .c .c Ch−¬ng 3. TÝch Ph©n Phøc .d o .d o c u -tr a c k c u -tr a c k 1 Víi a ∉ D , h m f(z) = liªn tôc trªn D , gi¶i tÝch trong D. Theo c«ng thøc (3.3.2) z−a tÝch ph©n cña h m f trªn ®−êng cong kÝn Γ b»ng kh«ng. Víi a ∈ D, kÝ hiÖu B = B(a, δ) ⊂ D, S = ∂B+ l ®−êng trßn t©m a, S a b¸n kÝnh δ, ®Þnh h−íng d−¬ng v D1 = D - B. H m f(z) liªn tôc Γ D trªn D 1 , gi¶i tÝch trong D1 theo c«ng thøc (3.3.4) v c¸c vÝ dô trong §1. dz dz ∫z−a = ∫z−a = 2πi Γ S §Þnh lý Cho h m f gi¶i tÝch trong miÒn D v ®−êng cong Γ ®¬n, kÝn, tr¬n tõng khóc, ®Þnh h−íng d−¬ng sao cho DΓ ⊂ D. Khi ®ã ta cã 1 f (z) ∫ z − a dz ∀ a ∈ D - Γ, IndΓ(a)f(a) = (3.4.2) 2 πi Γ C«ng thøc (3.4.2) gäi l c«ng thøc tÝch ph©n Cauchy. Chøng minh  f (z ) − f (a )  z ≠ a gi¶i tÝch trong miÒn D. Tõ gi¶ thiÕt suy ra h m g(z) =  z − a f ′(a ) z=a  Sö dông c«ng thøc (3.3.1) ta cã f (z) f (a ) 0 = ∫ g(z )dz = ∫ dz − ∫ dz Γ z −a Γ z −a Γ KÕt hîp víi c«ng thøc (3.4.1) suy ra c«ng thøc (3.4.2) HÖ qu¶ 1 Cho miÒn D cã biªn ®Þnh h−íng d−¬ng gåm h÷u h¹n ®−êng cong ®¬n, kÝn, tr¬n tõng khóc v h m f liªn tôc trªn D , gi¶i tÝch trong D. f (ζ ) 1 ∫D ζ − z dζ ∀ z ∈ D, f(z) = (3.4.3) 2πi ∂ Chøng minh NÕu D l miÒn ®¬n liªn th× biªn ∂D l ®−êng cong Γ ®Þnh h−íng d−¬ng, ®¬n, kÝn v tr¬n tõng khóc. LËp luËn t−¬ng tù nh− trong chøng minh ®Þnh lý v sö dông c«ng thøc (3.3.2) thay cho c«ng thøc (3.3.1) NÕu D l miÒn ®a liªn biÕn ®æi miÒn D th nh miÒn D1 ®¬n liªn nh− trong hÖ qu¶ 2, §3. Sau ®ã sö dông kÕt qu¶ ® biÕt cho miÒn ®¬n liªn, tÝnh céng tÝnh v tÝnh ®Þnh h−íng cña tÝch ph©n. NhËn xÐt Theo c¸c kÕt qu¶ trªn th× gi¸ trÞ cña h m gi¶i tÝch trong miÒn D ®−îc x¸c ®Þnh b»ng c¸c gi¸ trÞ cña nã trªn biªn ∂D. Gi¸o Tr×nh To¸n Chuyªn §Ò Trang 49

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.