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数学
题目

积分 int_(|z-z_0|=1) (1)/((z-z_0)^n) , mathrm(d)z (n 为正整数)与 n 无关.A. 对B. 错

积分 $\int_{|z-z_0|=1} \frac{1}{(z-z_0)^n} \, \mathrm{d}z$ ($n$ 为正整数)与 $n$ 无关.

A. 对

B. 错

题目解答

答案

B. 错

解析

本题考察柯西积分公式的推广——高阶导数公式的应用。。解题关键是利用高阶导数公式计算积分$\int_{|z-z_zo|=1}\frac{1}{(z-z_0zo)^n}dz$的值,并判断其是否与$n$无关。

步骤1:回顾高阶导数公式

对于解析函数$f(z)$,其$n-1$阶导数的积分公式为:
$\int_{C}\frac{f(z)}{(z-z_0)^n}dz=\frac{2\pi i}{(n-1)!}f^{(n-1)}(z_0)}$
其中$C$是包围$z_0$的简单闭曲线,$f(z-z_0)^n$是$n$次因式。

步骤2:代入本题函数$f(z)=1$

本题解析$f(z-z0)^n的系数为1,即$f(z)=1$(解析函数),积分路径$C:|z-z_0|=1$(以$z_0$为圆心、半径1的圆,包围$z_0$)。
代入高阶导数公式:
$\int_{|z-z_0|=1}\frac{1}{(z-z_0)^n}dz=\frac{2\pi i}{(n-1)!}f^{(n-1)}(z_0)$

步骤3:计算$f(z)=1$的各阶导数

  • 当$n=1$时:$f^{(0)}(z_0)=f(z_0)=1$,积分$=\frac{2\pi i}{0!}\times1=2\pi i$
  • 当$n=2$时:$:f^{(1)}(z_0)=0$,积分$=\frac{2\pi i}{1!}\times0=0$
  • 当$n\geq2$时:$f^{(n-1)}(z_0)=0$(常数的高阶导数为0),积分$=0$

步骤4:判断是否与$n$有关

积分结果随$n$变化:$n=2\pi i$($n=1$),$=0$($n\geq2$),显然与$n$有关。

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