news 2026/2/26 3:54:09

复变函数:用复数求解实变积分问题

作者头像

张小明

前端开发工程师

1.2k 24
文章封面图
复变函数:用复数求解实变积分问题

目录

一、上下无穷型积分(实轴无奇点)

二、主值积分(实轴有奇点的上下无穷型积分)

三、约当引理

四、含三角函数的无穷积分

五、三角函数型积分(在[0,2π]上积分,不再是无穷积分)


在工科实函数分析中,计算定积分,特别是无穷区间上的积分,或含有奇点、三角函数的积分,常常面临巨大的技术挑战。而复变函数理论中的留数定理,为我们提供了一套强大而系统的解决方案。其核心思想是:通过将实轴上的积分转化为复平面上适当闭合回路的积分,利用复函数在奇点处的留数信息,简洁地求出原积分的值。这一方法不仅高效,而且深刻地揭示了实分析与复分析之间的内在联系。

本文将以五大经典积分为框架,系统阐述如何通过构造不同的积分路径,将实积分问题“翻译”为复围道积分问题,并最终通过留数定理求解。每一类方法都包含三个核心步骤:路径构造、应用留数定理、路径积分分析。掌握这些构造的几何思想与代数处理,是运用此方法的关键。

一、上下无穷型积分(实轴无奇点)

在这里,我们一定要满足一致性的条件,即在R->∞时,f(z)*z->0。

二、主值积分(实轴有奇点的上下无穷型积分)

此时需要注意:必须要满足刚刚的一致收敛性条件外,还需要保证x0这个奇点是1阶极点,否则有些项约不掉就无法化成留数形式了。

为了方便记忆,你可以认为积分路径只包含了奇点的一半(因为奇点在x轴上,路径也是沿着x轴的),所以前面的系数变成了πi。

三、约当引理

在刚刚我们的一致收敛性是要求在R->∞时,f(z)*z->0。

而约当引理则是说:现在我只需要你在R->∞时,f(z)->0就行了,但是作为交换,我要求你的被积函数中多一个e^imz的因式,其中m>0。

约当引理通常可以用来处理e^imx形式被积函数,其中e^imx还可以用欧拉公式写作三角函数的形式。

四、含三角函数的无穷积分

此形式可以说是约当引理的使用,他给我们的启发是:在看见三角函数时,需要使用欧拉公式将其转换为约当引理的格式再做。

五、三角函数型积分(在[0,2π]上积分,不再是无穷积分)

这种类型的曲线积分,本身就是完整的封闭曲线,仅仅是利用欧拉公式做了形式转换,不需要类似之前的做法先构造闭合曲线,然后去掉多余部分。

版权声明: 本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系邮箱:809451989@qq.com进行投诉反馈,一经查实,立即删除!
网站建设 2026/2/13 3:55:47

不更新Windows会怎么样?

不更新Windows的后果会随着时间推移越来越严重,从轻微不便逐渐升级到灾难性风险。以下是分层次的详细后果: 一、 安全层面:从“不设防”到“定时炸弹”(最严重的后果) 这是不更新最致命的风险,且风险等级会…

作者头像 李华
网站建设 2026/2/24 20:38:46

技术面没过,居然是因为没用过Pytest框架

01 概述 pytest是一个非常成熟的全功能的Python测试框架,主要特点有以下几点: 简单灵活,容易上手,文档丰富; 支持参数化,可以细粒度地控制要测试的测试用例; 能够支持简单的单元测试和复杂的…

作者头像 李华
网站建设 2026/2/7 4:59:10

如何快速掌握Crypto-JS:JavaScript加密的完整指南

如何快速掌握Crypto-JS:JavaScript加密的完整指南 【免费下载链接】crypto-js 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/cry/crypto-js 在当今数据安全日益重要的时代,前端开发者面临着一个关键挑战:如何在客户端保护敏感信息不被泄…

作者头像 李华
网站建设 2026/2/23 16:26:49

Ant Design ProComponents:中后台开发的高效解决方案

Ant Design ProComponents:中后台开发的高效解决方案 【免费下载链接】pro-components 🏆 Use Ant Design like a Pro! 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/pr/pro-components 在当今快速发展的软件开发领域,中后台管理系统的需…

作者头像 李华
网站建设 2026/2/17 0:06:34

Java程序员如何拥抱大模型?AgentScope Java v1.0实战解析

AgentScope Java v1.0是阿里推出的面向Java工程团队的Agentic生产力解决方案,帮助Java开发者在不重写后端的情况下将AI能力融入企业级应用。文章从范式重构、工具生态、企业级基建和性能可观测四个维度,详解了如何利用ReAct范式、结构化工具管理、安全沙…

作者头像 李华
网站建设 2026/2/24 11:35:50

值得收藏!大模型微调技术演进与主流PEFT方案详解

文章系统介绍了大模型微调技术的发展历程与主流技术路线。阐述了AI从符号主义到深度学习再到大语言模型的演进过程,分析了大模型参数规模与特点,以及微调的必要性。重点详解了参数高效微调(PEFT)技术,包括Prompt Tuning、Prefix Tuning、LoRA…

作者头像 李华