下列积分不能应用柯西积分定理判定积分值为零的是()A、(int )_(|-|)^2|-dfrac (3{e)^2z}({z)^2+5z+6}dzB (int )_(|-|)^2|-dfrac (3{e)^2z}({z)^2+5z+6}dzC (int )_(|-|)^2|-dfrac (3{e)^2z}({z)^2+5z+6}dzD (int )_(|-|)^2|-dfrac (3{e)^2z}({z)^2+5z+6}dz
下列积分不能应用柯西积分定理判定积分值为零的是()
A、
B 
C 
D 
题目解答
答案
首先,我们需要明确柯西积分定理的内容:如果函数f(z)在单连通区域D内解析,
且在D的边界
上连续,则对于D内的任意闭合曲线
,有

接下来,我们逐一分析每个选项:
对于选项A:

分母
可以分解为
,在
,即
的圆内,这两个点都不在圆内,所以函数在圆内解析,可以应用柯西积分定理,积分为0。
对于选项B:

在
,即
的圆内,
的零点(即
) 中,只有
和
(考虑到圆的半径 为 2) 在 圆 内 或 圆 上 。但 由 于
是
的一阶零点,而分子
在
处不为0,所
处不解析。因此,不能应用柯西积分定理。
对于选项C:

在
,即
的圆内,分母
没有零点,所以函数在圆内解析,可以应用柯西积分定理,积分为0。
对于选项D:

在
,即
的圆内,函数
是解析的(因为
是整函数,与z相乘后仍然是解析的),可以应用柯西积分定理,积分为0。
综上所述,本题故选B。
解析
柯西积分定理的应用条件是:函数在积分路径所围区域内解析(即无奇点)。本题需逐一分析各选项中被积函数在积分路径内的奇点情况:
- 选项A:分母分解为$(z+2)(z+3)$,奇点$z=-2$和$z=-3$均在路径$|z|=1$外,函数在圆内解析。
- 选项B:分母$\sin z$在$z=k\pi$处为零,其中$z=0$在路径$|z-1|=2$内,且分子在$z=0$处不为零,导致函数在圆内存在奇点。
- 选项C:分母$z^2+1$的零点$z=\pm i$在路径$|z-3|=1$外,函数在圆内解析。
- 选项D:$\sin z$是整函数,与$z$相乘后仍解析,路径内无奇点。
关键点:判断被积函数在积分路径内是否存在奇点。
选项A
路径:$|z|=1$
分母分解:$z^2+5z+6=(z+2)(z+3)$
奇点位置:$z=-2$和$z=-3$均在圆外(距离原点分别为2和3,半径1)。
结论:函数在圆内解析,积分值为0。
选项B
路径:$|z-1|=2$
分母零点:$\sin z=0$的解为$z=k\pi$,其中$k=0$时$z=0$在圆内($|0-1|=1<2$)。
分子在$z=0$处:$3(0)-1=-1 \neq 0$,故$z=0$为被积函数的一阶极点。
结论:函数在圆内不解析,积分值不为0。
选项C
路径:$|z-3|=1$
分母零点:$z^2+1=0$的解为$z=\pm i$,距离$z=3$为$\sqrt{10} \approx 3.16 >1$,在圆外。
结论:函数在圆内解析,积分值为0。
选项D
路径:$|z-1|=1$
被积函数:$z \sin z$为整函数与$z$的乘积,处处解析。
结论:函数在圆内解析,积分值为0。