5.2.3 有理函数的实积分|数学物理方法

数学物理方法 · 5.2.3 有理函数的实积分
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第五章 / 5.2.3

有理函数的实积分

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16 全实轴有理积分的标准模板

设 ,约去共同因子后实轴没有极点,分母次数至少比分子高2。于是实轴两端绝对收敛。取实线段 加上逆时针上半圆(此处同一个字母 也常用于半径,具体解题可改记半径 ),有

大弧因次数差趋零,故

这里只加上半平面内的点。若闭下方,则曲线顺时针,应写 乘下半平面留数和;结果当然一致,可以选计算更少的一边。

半轴题先看奇偶性 若 偶,则 。若没有偶性,不能直接除2。若实轴有极点,先判断原积分是否存在,不能套这条没有实轴极点的模板。

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17 教材例3:三阶极点也只求一个系数

求

上半平面只有 ,为三阶极点;下方的 不参与当前留数和。消掉三阶因子后

所以

乘 得

大弧上 ,弧长 ,上界 。别因为有理函数次数明显就完全省掉说明,写这个上界很短,也能证明条件确实满足。

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18 普通广义积分与主值:对称截断不自动代表收敛

普通 要求在一个固定点拆开的左右两端分别收敛;若实轴有奇点,两侧也分别要求收敛。柯西主值则规定对称地取极限,例如

在0有奇点时,还要规定删除对称小区间 后的极限。取极限的方式属于定义,必须写清。

例如 ,但普通广义积分不存在。又如 的对称主值为0,而左右无穷端分别对数发散。留数围道自然给出某种对称截断时,要先检查它算的是普通积分还是主值。 上一模板因绝对收敛,所以两者一致;不能在缺少收敛检查时沿用这个结论。

来源、编排与掌握要求

依据用户提供的严镇军《数学物理方法》扫描本第五章整理;正文印刷页108—138上部,章末习题138—141。扫描PDF文件页序等于印刷页码加6。按原书节序覆盖各主题,以重新讲解、推导主线和例题说明组织,未逐字复制原文。自编检查题与原书习题分开编号,原书题号可在本章习题路线中查找;本文件不声称是全部原书习题的逐题答案册。

第一轮优先掌握能独立做题所需的概念、步骤和适用条件;背景、证明及拓展均说明用途和暂缓深究的边界。第五章含20道自编检查题及完整解析。公式与SVG内嵌,可离线阅读;屏幕答案默认折叠,打印时自动展开。整理日期:2026年10月15日。