题目
已知I=oint_(|z|=1)(sin z)/((z-2)^3)dz,则I=( )A. 0B. 2pi iC. -2pi isin2D. 2pi icos2
已知$I=\oint_{|z|=1}\frac{\sin z}{(z-2)^{3}}dz$,则I=( )
A. 0
B. 2$\pi i$
C. -2$\pi i\sin2$
D. 2$\pi i\cos2$
题目解答
答案
A. 0
解析
考查要点:本题主要考查复变函数中的柯西积分定理的应用,以及判断被积函数在积分路径内的解析性。
解题核心思路:
- 确定积分路径:积分路径为单位圆$|z|=1$,这是一个简单闭曲线。
- 分析被积函数的奇点:被积函数$\frac{\sin z}{(z-2)^3}$的奇点为$z=2$,需判断该点是否在积分路径内部。
- 应用柯西积分定理:若被积函数在积分路径内和路径上解析,则积分结果为$0$。
破题关键点:
- 奇点位置判断:$z=2$位于单位圆外(因$|2|=2>1$),故被积函数在积分路径内无奇点。
- 解析性确认:$\sin z$在复平面内处处解析,分母$(z-2)^3$在积分路径内无零点,因此被积函数在积分路径内和上解析。
根据柯西积分定理,若函数$f(z)$在简单闭曲线$C$内部和$C$上解析,则$\oint_C f(z) \, dz = 0$。
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分析被积函数:
被积函数为$f(z) = \frac{\sin z}{(z-2)^3}$。- $\sin z$在复平面内处处解析。
- 分母$(z-2)^3$在$z=2$处有奇点,但$z=2$位于单位圆$|z|=1$外(因$|2|=2>1$)。
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验证解析性:
在积分路径$|z|=1$内,$f(z)$无奇点,且分母不为零,因此$f(z)$在积分路径内和上解析。 -
应用柯西积分定理:
由于$f(z)$满足柯西积分定理的条件,积分结果为:
$I = \oint_{|z|=1} \frac{\sin z}{(z-2)^3} \, dz = 0.$