Точка называется особой точкой функции , если функция в этой точке не является аналитической.
Точка называется правильной точкой функции , если функция в этой точке и некоторой её окрестности является аналитической.
Особая точка функции называется изолированной особой точкой, если существует проколотая окрестность этой точки , не содержащая особых точек функции.
Изолированная особая точка называется устранимой особой точкой, если существует конечный предел .
Изолированная точка называется полюсом, если .
Если точка — ноль функции (), то она является полюсом функции .
Если — ноль порядка для функции , то назовём её полюсом порядка для функции . При полюс называется простым.
Изолированная особая точка называется существенно особой, если не существует.
Очевидно, что если — несократимая дробно-рациональная функция, то её конечными изолированными особыми точками являются корни знаменателя. Они могут быть только полюсами.
Пусть функция однозначна и аналитична в некоторой окрестности точки за исключением, может быть, самой точки . Вычетом функции в точке называется число, равное значению интеграла , где — любой замкнутый контур, лежащий в указанной окрестности и окружающий точку , причём обход происходит в таком направлении, чтобы оставалась слева, т. е.
.
Если точка является конечной изолированной особой точкой функции , то
.
Правила нахождения вычетов
- Если — правильная или устранимая особая точка, то
.
- Если — полюс первого порядка, то
.
Замечание. Если может быть представлена в виде частного , где , , , то
.
- Если — полюс - го порядка функции , то
.
4. Если — существенно особая точка функции , то для вычисления вычета функции в этой точке обычно определяют коэффициент ряда Лорана непосредственно.
Решение задачи
а) Конечные особые точки функции - нули ее знаменателя. При этом, - ноль третьего порядка, а - ноль первого порядка. Следовательно, точки и -полюсы третьего и первого порядков соответственно. Тогда
,
.
б) Конечная особая точка функции - точка - полюс второго порядка, так как
.
Следовательно,
.
Для вычисления этого предела воспользуемся правилом Лопиталя, т. е.
.
в) Точка - существенно особая точка функции , так как не существует .
Для определения вычета найдем коэффициент разложения в ряд Лорана по степеням . Так как , то
.
Задача 11
Вычислить интеграл , где :
а) , б) , в) .
Справочный материал
Теорема Коши
Если функция аналитическая в односвязной области D, ограниченной замкнутым контуром , а также в точках этого контура, то .