Matematik
Svært reelt integrale
Løs det reelle integral:
∫cos(x)/(x2+1) dx fra ]-∞;∞[ (1)
Mit bud:
Lad os kigge på det analoge komplekse integral:
∫cos(z)/(z2+1) dz fra ]-∞;∞[ (2)
Hvor vi lægger en kontur, der består af en linje langs x-aksen og så en bue, der forbinder dem. Hvis man kan vise, at bidraget fra buen er 0 vil det komplekse integral ovenfor give samme svar som (1). Det gør det hvis:
lzl · max lf(z)l -> 0 når lzl-> ∞
Men jeg ved ikke helt, hvordan jeg kan se at dette gælder for udtrykket under integralet. Hvordan kan jeg vise det? Det der forvirrer mig er, at cos(z) er hyperbolsk for imaginære værdier. Kan man sige noget generelt om billedmængden for coz(z), hvor z er et arbitrært komplekst tal?
Svar #3
15. juni 2012 af peter lind
For z = r*i r> 1 får du f(z) = ½(e-r+er)/(1-r2) -> -∞ for r -> ∞. så grænseværdien af |z|*max|f(z)| for |z| -> ∞ eksisterer ikke
Svar #4
15. juni 2012 af Mathematica (Slettet)
Okay nej, men det er jo lidt foruroligende eftersom dette er den standard metode at løse disse reelle integraler på. Hvilken metode kan så benyttes, hvis ovenstående ikke duer?
Svar #5
15. juni 2012 af peter lind
Når du holder dig til den positive plan får du cos(z)/(z+i)(z-i) med polen i.Ved indsættelse af polen giver det (e-1+e1)/2/(i+i) hvilket ikke giver facit. Integralet rundt i den øvre halvplan skal altså ikke give 0, Det mere generelle er at man vælger en passende kurve og foretager integrationen langs kurven. Det rent umiddelbare er en halvcirkel eller en "kasse.", men det giver ikke nogle simple integraler
Svar #6
16. juni 2012 af Mathematica (Slettet)
hmm jeg ved ikke om du misforstår. Det reelle integrale i #1 kan kun overføres til det komplekse plan, hvis bidraget fra buen bliver 0 - dvs. at vi integrerer langs et vandret linje på x-aksen fra -∞ til ∞ samt en vilkårlig bue. Hvis bidraget fra denne bue er nul kan man med sikkerhed findes polerne på x-aksen og bruge residueteoremet. Måske forstår jeg det ikke. Jeg kan bare ikke se, at bidraget fra buen skulle give 0 :(
Svar #7
16. juni 2012 af peter lind
Kurveintegralet langs en lukket kurve kan findes ved at bruge reglen om polerne inde i kurven. Hvis den ene del af kurven går langs den reelle akse kan man finde integralet langs den reelle akse, hvis man kender resten af kurveintegralet. Hvad denne rest er er ligegyldigt i princippet; men i praksis er det mest bekvemt at det er 0.
Skriv et svar til: Svært reelt integrale
Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk?
Klik her for at oprette en bruger.
