题目
若函数 f(z) 在正向简单闭曲线 C 所包围的区域 D 内解析,在 C 上连续,且 z=a 为 D 内任一点,n 为正整数,则积分 oint_(C) (f(z))/((z-a)^n+1) , dz 等于()A. (2pi i)/((n+1)!) f^(n+1)(a);B. (2pi i)/(n!) f(a);C. 2pi i f^(n)(a);D. (2pi i)/(n!) f^(n)(a).
若函数 $f(z)$ 在正向简单闭曲线 $C$ 所包围的区域 $D$ 内解析,在 $C$ 上连续,且 $z=a$ 为 $D$ 内任一点,$n$ 为正整数,则积分 $\oint_{C} \frac{f(z)}{(z-a)^{n+1}} \, dz$ 等于()
A. $\frac{2\pi i}{(n+1)!} f^{(n+1)}(a)$;
B. $\frac{2\pi i}{n!} f(a)$;
C. $2\pi i f^{(n)}(a)$;
D. $\frac{2\pi i}{n!} f^{(n)}(a)$.
题目解答
答案
D. $\frac{2\pi i}{n!} f^{(n)}(a)$.
解析
考查要点:本题主要考查柯西积分公式的高阶导数形式,要求根据给定条件判断复变函数沿闭路积分的结果。
解题核心思路:
- 柯西积分公式的高阶导数形式指出,若函数在闭路围成的区域内解析,则其$n$阶导数可表示为沿闭路的积分。
- 关键点在于正确匹配积分表达式中的分母次数$(z-a)^{n+1}$与导数的阶数$n$,从而确定选项中正确的系数和导数形式。
根据柯西积分公式的高阶导数形式,若$f(z)$在区域$D$内解析,且$z=a$在$D$内,则:
$f^{(n)}(a) = \frac{n!}{2\pi i} \oint_{C} \frac{f(z)}{(z-a)^{n+1}} \, dz$
将公式变形可得:
$\oint_{C} \frac{f(z)}{(z-a)^{n+1}} \, dz = \frac{2\pi i}{n!} f^{(n)}(a)$
对比选项,选项D的表达式$\frac{2\pi i}{n!} f^{(n)}(a)$与上述结果完全一致。