被積分関数1/((x-i)(x+i)(x-1))を-∞から∞まで 積分した値を留数を用いて求めよ。 iは虚数単位とする。 答えは-3.14159/2(-pi/2)なのですが 計算方法がわかりません。 どなたかよろしくお願いします。
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No.81313 - 2022/03/15(Tue) 12:26:43
| ☆ Re: 広義積分の値 / ast | | | 問題が何というか不審です. ちゃんと述べると, > 被積分関数1/((x-i)(x+i)(x-1))を-∞から∞まで積分 という部分に, おもに二つの意味で引っかかっています. [i] (そもそもの積分を「実解析」の範囲で考えられるかという意味で) 特異点 x=1 が積分路上にあるから広義積分を考えたいというのは理解できますが, これは広義積分が定義されない (極限のとり方に依存する) のでは? # コーシー主値なら定まるし, 値も提示された値になるが [ii] 被積分函数が 1/((x-i)(x+i)(x-1)) というのはどういう文脈を考えているのかちょっとよくわからない.「実函数の広義積分を複素線積分を使って求める (と容易に求まる)」というよくあるシチュエーションなら (内容はほぼ変わらないけど) "∫[-∞,∞] dx/(x^4-1)" などのほうがよほどしっくりくる (が, これも積分路上に特異点が載っていることに違いはないので [i] の疑問はそのまま残る) # なので, 最初の例としては "∫[-∞,∞] dx/(x^4+1)" を計算してみるべきではないか, # もしそれを計算した経験があるならば, 同様の「計算方法」でやればよいので, やっていないなら # そっちをまず例にとったほうがいいのではないかと思う.
---- 本当にその問題を解かなければいけない場合, もし「コーシー主値としてしか求まらない」ことを前提においていいのであれば, 本問で考えるべき周回積分において, 実軸上の特異点は無限に小さく避けてしまえばよい話になる # "実軸を正の向きに進み, かつ, 実軸を含めて反時計回りに一周する積分路" が囲む 1/((z-i)(z+i)(z-1)) の # 極は z=i だけなので, 留数定理を適用するのも易しいと思う ので, 当コメントは穿ち過ぎなのかもしれません (でも個人的には腑に落ちない).
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No.81315 - 2022/03/15(Tue) 18:35:17 |
| ☆ Re: 広義積分の値 / 土佐 | | | No.81316 - 2022/03/15(Tue) 18:54:45 |
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