题目
C为以=5正向,以,则k=
C为
=5正向,
,则k=
题目解答
答案
1. 确定积分路径 C 包围的奇点:
被积函数为:
,有两个奇点,分别位于 z = 6 和 z = -2i。
奇点 z = 6:距离原点的距离为 6,位于积分路径 C 的外部。
奇点 z = -2i:距离原点的距离为 2,位于积分路径 C 的内部。
因此,只有奇点 z = -2i 位于曲线 C 内部。
2. 计算奇点 z = -2i 处的留数:
在 z = -2i 处,留数为:
3. 应用留数定理计算积分:
根据留数定理,围绕曲线 C 的积分为:
题目给出的形式是
,因此有:
由此得出:k = 6
答案:
C为
=5正向,
,则k=6
解析
考查要点:本题主要考查复变函数中的留数定理应用,涉及判断奇点位置及计算留数。
解题核心思路:
- 确定积分路径包围的奇点:被积函数的奇点为分母为零的点,需判断这些奇点是否在积分路径内。
- 计算留数:对路径内的奇点,利用简单极点的留数公式计算。
- 应用留数定理:积分结果为 $2\pi i$ 乘以路径内所有奇点的留数之和。
破题关键点:
- 奇点位置判断:积分路径为以原点为中心、半径 $5$ 的正向圆,需计算奇点到原点的距离。
- 留数计算:针对简单极点,直接提取分式前的系数。
1. 确定积分路径包围的奇点
被积函数为 $f(z) = \dfrac{4}{z-6} + \dfrac{3}{z+2i}$,其奇点为 $z=6$ 和 $z=-2i$:
- $z=6$:到原点的距离为 $6$,大于积分路径半径 $5$,位于路径外。
- $z=-2i$:到原点的距离为 $2$,小于 $5$,位于路径内。
因此,只有奇点 $z=-2i$ 在积分路径内。
2. 计算奇点 $z=-2i$ 处的留数
对于分式 $\dfrac{3}{z+2i}$,其在 $z=-2i$ 处为简单极点,留数为分式前的系数:
$\text{Res}(f, -2i) = 3$
3. 应用留数定理
根据留数定理,积分结果为:
$\int_C f(z) \, dz = 2\pi i \cdot \text{Res}(f, -2i) = 2\pi i \cdot 3 = 6\pi i$
题目中等式为 $\int_C f(z) \, dz = k\pi$,对比得:
$k\pi = 6\pi \quad \Rightarrow \quad k = 6$