• ベストアンサー

式変形を教えてください!

http://www1.parkcity.ne.jp/yone/math/mathB03_18.htm うえのURL中にあるsin/xの複素積分をするところ(ページ下あたり)なんですけど、実軸上の積分経路を計算するとき、 ∫e^(jz) / z dz (-Mから-m)= ∫e^(-jz) / z dz (Mからm) と変形してます。 積分範囲のマイナスを取っ払うとどうしてeの肩にあるjzが-jzにできるのか教えてください! よろしくお願いします。

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • rnakamra
  • ベストアンサー率59% (761/1282)
回答No.1

単に変数変換しただけです。 左辺の式でz→-tとでも置き換えると、dz=-dtであるから ∫[z:-M→-m]e^(jz)/z*dz=∫[t:M→m]e^(-jt)/(-t)*(-dt) =∫[t:M→m]e^(-jt)/t*dt となります。この式のtをzに置き換えればご質問の式の右辺が得られます。

関連するQ&A

  • 重力ポテンシャル 積分

    xz座標で質量mの物体をz軸上のA(0,+a)からA(0,-a)まで動かすとき(経路c)の重力の仕事量Wを求めます。 重力はz軸の負方向に働いています。 重力は F = -mg・e_z (F,e_zはベクトル。e_zはz軸方向の単位ベクトル) と表され、dr = dz・e_z (drはベクトル)であることに注意して(ただしdz<0)、 W = ∫[c]F・dr = -∫[a,-a]mgdz = 2mga となります。 教えていただきたいのは"ただしdz<0"という部分です。 積分のdxみたいなのは微小量で正の数だと思っていたのですが、なぜこの場合dz<0となるのですか? 積分の微小量dxみたいなのはその正負が計算に影響するのですか?

  • 複素積分

    複素積分の復習をしているのですが、参考書と違う答えが出てきてしまって、なぜその方法が間違っているのかわかりません。 Cを、|Z|=2を反時計回りに回る経路だとして、 ∫_C dz/(z(z-i))…(1) を計算するだけの問題で、答えは、コーシーの積分値の定理より4πiです。 自分は、最初、これを 1/(z(z-i))=i(1/z-1/(z-i)) と変換して、 (1)=i∫_C 1/z - 1/(z-i) dz…(2) ここで、z=0を時計回りに回る経路をC0,z=iを時計回りに回る経路をCiとおくと、 (2)=i(∫_C0 1/z - 1/(z-i) dz+∫_Ci 1/z - 1/(z-i) dz) =i(2πi - 2πi) =0 になってしまいます。この計算が明らかに間違っていることは、ほとんどの分数の複素積分が0になってしまうことからわかるのですが、どこが間違っているのでしょうか。 >管理人さんへ 課題を聞いている問題ではなく、復習中にどこが間違っているのかわからないので質問しているだけなので、削除しないでください。

  • 複素積分の問題について。

    複素積分の問題を解いてみたのですが、手元に答えがないうえに合っているか自信がないので、チェックしていただけると助かります。解法に誤りがあったらどうぞ指摘してください。自分の中では、留数の求め方が怪しいです。 以下、積分の経路Cは原点中心半径8の円で正の向きとします。 (1)∫ 1/sin(z) dz (2)∫ 1/(1-cos(z)) dz (3)∫ (1+z)/(1-e^z) dz (4)∫ tan(z) dz (1)∫ 1/sin(z) dz f(z)=1/sin(z) について、f(z) は z=mπ で特異点をとり、特にCの内部では z=0,±π,±2π が特異点となる。 ここで各点における留数を求めると、 Res(0)=1 Res(π)=-1 Res(-π)=-1 Res(2π)=1 Res(-2π)=1 となるので、 ∫ 1/sin(z) dz=2πi(1-1-1+1+1)=2πi (2)∫ 1/(1-cos(z)) dz f(z)=1/(1-cos(z)) について、f(z) は cos(z)=1、つまり z=2mπ で特異点をとり、特にCの内部では z=0,±2π が特異点となる。ここで f(z) を z=0 のまわりで展開すると、 f(z)=1/(1-1/2(z^2)+1/24(z^4)-・・・) =1/(1/2(z^2)-1/24(z^4)+・・・) であることから、Res(0)=0 同様に、Res(π)=0,Res(-π)=0 なので、 ∫1/(1-cos(z)) dz=2πi・0=0 (3)∫ (1+z)/(1-e^z) dz f(z)=(1+z)/(1-e^z) について、f(z) は z=2πim(mは整数)で特異点をとり、とくにCの内部では z=0,±2πi で特異点となる。ここで、 Res(0)=-1 Res(2πi)=-1-2πi Res(-2πi)=-1+2πi となるので、 ∫(1+z)/(1-e^z) dz=2πi(-1-1-2πi-1+2πi)=-6πi (4)∫ tan(z) dz f(z)=tan(z)=sin(z)/cos(z) について、f(z) は z=(2m+1)π/2 で特異点をとり、特にCの内部では z=±π/2、±3π/2,±5π/2 で特異点となる。ここで、 Res(±π/2)=-1 Res(±3π/2)=-1 Res(±5π/2)=-1 となるので、 ∫tan(z) dz=2πi・(-6)=-12πi

  • 複素積分について

    複素積分についてなんですが… ∫cos(z/2)dz 積分経路Cがどんな曲線(anycurve)でもいいので0~π+2iです。 z=x+iy x=t,y=tと置いてやってるのですがうまくいきません。 わかる方教えてください!!

  • 留数解析

    正の向きを持つ円:|z|=2に対し、複素積分 ∫[C](e^z)/(z^2+2z-3)dzの解は pi*i*e/2であってますでしょうか?

  • 複素積分の初歩的な問題について質問です。

    Cを中心1,半径1の円とし、向きは正の向きとします。このとき、経路Cに沿った3つの積分 (1) ∫ z^3/(z-3) dz (2) ∫ z/e^z dz (3) ∫ 1/(e^z +1) dz を求めたいのですが、手元に答えがないうえに、合っているか自信がないので正しい解法と解答を教えていただけたら幸いです↓ (1) は ∫ (z+3)+9/(z-3) dz と変形できて、 (z+3) と 1/(z-3) はCとその内部で正則なのでコーシーの定理より0。 (2) は z/e^z がCとその内部で正則なので0。 (3) は 1/(e^z +1) がCとその内部で正則なので0。 自分で解いたらこんな感じになりました。う~ん・・・?

  • 複素積分の解法について

    こんばんは。複素積分の問題なのですが、例えば ∫c{(x+y)+i(x-y)}dz (積分経路Cは、0~1+i~1) のような問題の場合どのような回答になるでしょうか。 また、 ∫c[z/{(z-2)(z-4)^2}]dz (C:|z|=1) のような問題の場合、|z|=5などの場合はコーシーの積分表示などで解くことができると思うのですが、この問題のように特異点が分からない場合はどうしたらいいでしょうか。どなたか分かる方がおられれば教えていただけると幸いです。よろしくお願いいたします。

  • 微分の変形

    条件として x=e^z dx/dz=e^z=x y'=dy/dx=dy/dz*dz/dx=1/x*dy/dz なのですが、 y"=d^2y/dx^2=d/dx*(1/x)*dy/dz+1/x*d/dx*(dy/dz) の変形の理由がわかりません。 どなたかご教授お願い申し上げます。

  • 複素積分

    複素積分の問題です。 ∫z*cos(z)dz 積分路:|z-i/2|=1/2のRez≦0の部分をiから0の向き z(t)=1/2cos(t)+(1/2)*i*(sin(t)+1/2)、t∈[π/2,3π/2]で変換して z(t)=(e^it)/2+i/4として代入してみると ∫{(e^it)/2+i/4}cos{(e^it)+i/4}*{i(e^it)/2}dt 積分範囲はt:π/2→3π/2 となりました。 この積分の計算がなかなかうまくいかず行き詰ってしまって困っています。 そもそも方針は合っているのでしょうか…? どなたかわかる方おられましたら回答お願いいたします。

  • 複素積分の問題です。

    複素積分の問題です。 複素平面上の3つの曲線 C: z(θ)= 1+1/2re^iθ (0?θ?2π) D: z(θ)= 1+1/2re^iθ (0?θ?4π) C1: z(θ)= 1+1/2re^iθ (0?θ?π) C2: z(θ)= 1+1/2re^(-iθ) (0?θ?π) を考える。このとき、複素積分 ∫_c?1/(z-1)dz,4 ∫_D?1/(z-1)dz, ∫_c1?1/(z-1)dz, ∫_c2?1/(z-1)dz, ∫_c?1/zdz の値をそれぞれ求めよ。またその結果により、どのような定理が立つことが予想されるか。 全然わからないので是非よろしくお願いします。