締切済み 留数定理を用いた積分 2021/11/06 14:04 添付した画像にある積分の答えの導出法が分かりません。どなたか教えていただきたいです。留数定理を用いるのはわかったのですがそれを使ってどう導くかわかっていません。よろしくお願いします。 画像を拡大する みんなの回答 (1) 専門家の回答 みんなの回答 gamma1854 ベストアンサー率52% (309/586) 2021/11/29 07:52 回答No.1 x=(cosθ)^2と変換すると与式は、 lim [a→+0]int[π/2+a→0]2*(sinθ)^2dθ=π/2. 通報する ありがとう 0 広告を見て他の回答を表示する(0) カテゴリ 学問・教育数学・算数 関連するQ&A 留数定理を使った実積分の計算 留数定理を使った実積分の計算 下記積分を、留数を使って計算しました。 図のように上半面の留数を使ったときと、 下半面の留数を使ったときでは、値がマイナス違いました。 つまり、-3π/80になってしまいました。 これは正しい間違いなのでしょうか? そしたら、なぜマイナスがついてしまったのでしょうか? 教えていただけるとうれしいです。 留数定理とコーシーの積分公式・グルサの定理 単刀直入に聞きます。 留数定理で1周線積分が求まります。 では、留数定理が使えれば、コーシーの積分公式・グルサの定理を使う必要はないのでしょうか。 留数定理について 次の問題が解けません 留数定理を用いて次の定積分の値を求めよ. ∫1/(1+(cosθ)^2)dθ 積分範囲 θ:0→2π です よろしくお願いします. 留数を用いた積分 数学の授業で留数を用いた積分をやり、例題なども計算したのですが、いまいち理解できずにいます 添付した画像に書いてある問題を今やっているのですが、2日ほど考えて積分できずお手上げ状態になってしまったので質問させていただきました。 どなたか解き方を教えてください。よろしくお願いします。 留数定理 皆さん、こんにちは。今回は留数定理について聞きたいことがあるのですが問題は、 Cを円 |z+i|=2 とするとき留数定理を使って∫c {z^2・sin (1/z)}dz を求めなさい。 というものですが、私はこの時、(z^2)と{sin (1/z)}で部分積分を利用してとこうとしています。そこで、参考書やネットを通じて調べましたが、sin (1/z)の積分の仕方が今ひとつ理解できません。 どなたか、分かる方がいらっしゃれば幸いです。よろしく願います。 積分値を留数定理で求める方法 問題:次の積分の値を求めよ ∫exp(-z)/(z(z-1)(z-3))dz 但し、複素積分は円周 |z|=2 上半時計回りに行うものとする。 上の問題を、留数定理を用いて以下のように解きました。 C : z=2×exp(iθ) 極は0、1、3でそれぞれ1位であり、 Res[f(z),z0]=lim[z→z0] (z-z0)f(z) であるから R(1)=(1/3-1/12)×exp(-1) R(3)=(1/9-1/4)×exp(-3) R(0)=1/2-1/18 よって、留数定理より、 与式=2πi(R(0)+R(1)+R(3)=2πi(4/9 - (1/4)×exp(-1) - (5/36)×exp(-3)) 質問したいことは、 1、この問題を留数定理で解く方針は正しいか 2、特異点が極かどうか(極でないとRes[f(z),z0]=lim[z→z0] (z-z0)f(z)が使えないので) 3、留数定理の使い方が正しいか 4、上記の解答は正しいか です。回答よろしくお願いします。 留数定理を用いた積分 ∫(x^2/(x^6+1) dx(-∞~+∞)の計算なのですが、f(x)を複素関数として留数定理をつかって考えるというのはというのはわかるのですが、留数定理をどう使うのかがわかりません。あと極という言葉の意味がわからないのでそのへんの説明もしてくれたらマジで助かります。回答してくれたら幸いです。 留数が上手く求まりません 積分 ∫(x^2)dx/(x^4+1) [-∞→∞] の値を求めたいのですが、上半面にz=e^(πi/4),e^(3πi/4)に1位の極を持つので、留数定理より積分値を求めようとしました。しかし、どうも上手く行かず両方とも留数がゼロになってしまいます。答えは(√2・π)/2なのですが、模範解答が省略されていて、何がいけないのかが全く分からないでいます。留数を求める途中の計算過程を教えて欲しいです。それとも私の極の求め方などが既に間違っているのでしょうか? 留数定理を利用する実積分 留数定理を利用して1/(x^3+1)を0から∞まで積分してください。本ではlogz/(z^3+1)を原点OからR、Rから反時計回りに一周円を描き、再びRに戻り、そのときには多価関数の性質からlogz+2πiになっているので、そこから原点Oに戻るという経路で積分するというような説明がされていたのですが、よくわかりません。どなたか教えてください。 留数定理を用いた実定積分の計算 留数定理を用いた実定積分の計算 下記(1)の左辺のような積分の値を求めよという問題です。 下記のように解いたのですが、 答えでは回答の形がsinαとe^βかe^(-β)を使った形式になっています。 (4)式からcos(iβ)=(e^β+e^(-β))/2などを使ってもm きれいに変形できません。 答えは次のうちのどれかなのですが、 どなたか教えていただけるとうれしいです。 1.πe^βsinα/β 2.πe^βsinα/(2β) 3.πe^(-β)sinα/β 4.-πe^βsinα/β 5.-πe^(-β)sinα/(2β) 留数定理の質問です ∫[x=0→x=∞] dx exp(iax) / b-x^2 の積分値って留数定理で求まりますか?もしできるのならば、やり方を教えてください。よろしくお願いします。 複素解析 留数定理 ∫[|z|=3] dz/(z^2 -3z+2) ∫[|z|=2] z/(z+1)(z^2 +1) という2つの問題を留数定理を使って自分なりにチャレンジしてみたのですが、よく理解できないところがあるので質問させていただきます。 まず特異点(?)を求めるのに2問とも分母=0としました。 そして留数を出すのにlim(z→a) f(z)(z-a) としました。 最後に留数定理で2πiをかけて、それぞれ答えが0、πiとなりました。 参考書の見よう見まねでやったので、ほとんどチンプンカンプンな状態なんですが答えとしては合っていますでしょうか。 また、留数を求める際に「○位の極」っていうのを意識しないといけないようなのですが、ここではどうなのでしょうか。 最後に、問題に「反時計回り一周の積分である」とありますが、特に意識しないといけませんか? よろしくお願いします。 留数定理による実積分の計算 留数定理を用いて実積分を行いたいのですが,以下の問題がどうしても証明できません。 ∫[0→∞](x^a/(x^2+1))dx=(π/2)/(cos(πa/2)) (0<a<1) 積分路は C1:実軸上をε→R,C2:半径Rの円上を0→2π,C3:実軸上をR→ε,C4:半径εの円上を2π→0 です。 途中計算を詳しく載せていただけるとありがたいです。 留数定理が分かりません 留数定理を使って∫(cos(x))^(2n)dx 積分範囲は0から2π、nは正の整数を解けという問題です。cos(x)=(1/2)(z+1/Z)と置いてやろうと思いましたが、お手上げです。どなたか詳しい方教えてください。宜しくお願いします。 ロピタルの定理を使った留数の求め方 ロピタルの定理を使った留数の求め方 質問は2つあります。 (1)式の複素積分を、下図に示した複素平面状の閉じた経路に沿って行うことを考える。 ここでa(≠0)は実数で、図中のkは十分大きい(k≫|a|)整数とする。 (質問1) 留数を求めたいのですが、極がn(∈Z)の場合の留数の求め方が不安です。 数式のように計算しました。 途中でロピタルの定理を使っているのですが、 この使い方はあっているでしょうか? ロピタルを使うときは、第2因子の分母z^2+a^2も微分しなければならないと思うのですが。 (質問2) k→0としたとき、積分の値がゼロとなることを示したいのですが、 (6)式以降どうやったらいいかわかりません。 どなたかご教授いただけるとうれしいです。 留数定理を使って 1/√sのラプラス逆変換を求めよ 留数定理を使って 1/√sのラプラス逆変換を求めよ 答えは1/√(πx)です。 極は s=0 と思います。 変換表の答えは知ってますが、ブロムウイッチの積分路を用いた計算がわかりません。 つまり留数の計算その物がわかりません。 宜しくお願いします。 留数定理を用いた計算について f(z)=1/zとし、0.5+0iを中心とした半径1の円を反時計回りに一周積分したいのですが、 z=0.5+exp(iθ)、dz=i*exp(iθ)dθ とおいて置換積分すると ∫1/z dz =∫(i*exp(iθ))/(0.5+exp(iθ))dθ =[ln(0.5+exp(iθ)] =ln(0.5+exp(2πi))-ln(0.5+exp(0i)) =0 となって0になってしまうんですが、f(z)には0+0iに特異点があるので 留数定理より一周積分した答えは2πiになるはずだと思うので上記の計算結果が なぜこうなるのか理解できません。 自分の何が間違っているのか教えてください。 よろしくお願いします。 複素関数の積分 周回積分∫dz/(zsinz) (|z|=1)の積分はz=0で2位の極を持ちます。よって後は留数定理にしたがって計算するだけなのですが、答えが合いません。答えは0ですが、どうしても留数が1になって積分値が2πiになってしまいます。 お手数ですが、どなたか計算過程を教えてもらえないでしょうか。 留数定理の不思議 留数定理は特異点周りの積分値を与えますが、これはとても不思議な感じがします。特異点周りの積分を視覚的なイメージやそれが持つ意味で理解したいので、ご教授の程よろしくお願い致します。 (例えば、w=f(z)=1/(z-a)におけるf(a)は、特異点z=aで発散しますけど、その周りで積分すると値が出ますよね?その値は、特異点を独立変数とする従属変数と言えるのでしょうか???) 留数計算と積分 留数定理を使い積分値を求める問題でわからない問題があったので質問します 期限(18日正午)が迫ってもわからないのでお助け願います。 ∫_(|z-i|=1) 1/(z^2+1)dz です ちなみに解は|z-i|<1内の極はiであり、解はπとなっています。 実はあまり留数はわかっていません・・・けど解かなければなりません。 以下の通りしてみた(といっても最終解が合っただけですが・・) おかしいところが合ったらぜひ教えていただけないでしょうか?お願いします。 まずは留数の計算をする。z→iのとき、(z-i) 1/(z^2+1)の極限を求める。 (z-i)/(z^2+1) = 1/(z+i) = 1/2i よって求める値は、2πi* 1/2i=π