题目
设 C 为正向圆周 |z-1|=1,则 int_(C) z cos z^2 , dz = ____A. 2pi iB. 1C. 0D. pi i
设 C 为正向圆周 $|z-1|=1$,则 $\int_{C} z \cos z^2 \, dz = \_\_\_\_$
A. $2\pi i$
B. $1$
C. $0$
D. $\pi i$
题目解答
答案
C. $0$
解析
本题考查复变函数中柯西 - 古萨基本定理的应用。解题思路是先判断被积函数在积分路径所围区域内的解析性,若被积函数在该区域内解析,则可根据柯西 - 古萨基本定理得出积分值为 0。
步骤一:确定积分路径所围区域
已知积分路径 $C$ 为正向圆周 $|z - 1| = 1$,这是以 $z_0 = 1$ 为圆心,半径 $r = 1$ 的正向圆周,其内部区域 $D$ 为 $|z - 1| \lt 1$。
步骤二:判断被积函数的解析性
设 $f(z)=z\cos z^2$,因为 $z$ 是整函数(在整个复平面上解析),$\cos z^2$ 也是整函数(由于余弦函数 $\cos w$ 是整函数,$w = z^2$ 也是整函数,两个整函数的复合函数仍为整函数),两个整函数的乘积 $f(z)=z\cos z^2$ 也是整函数,即 $f(z)$ 在整个复平面上解析,那么 $f(z)$ 在区域 $D:|z - 1| \lt 1$ 内解析。
步骤三:应用柯西 - 古萨基本定理
柯西 - 古萨基本定理指出:如果函数 $f(z)$ 在单连通区域 $D$ 内解析,$C$ 为 $D$ 内的任意一条简单闭曲线,则 $\int_{C} f(z) \, dz = 0$。
由于 $f(z)=z\cos z^2$ 在区域 $D:|z - 1| \lt 1$ 内解析,$C:|z - 1| = 1$ 是 $D$ 内的正向简单闭曲线,所以 $\int_{C} z \cos z^2 \, dz = 0$。