\documentclass[11pt,a4paper]{article} \usepackage[cp1251]{inputenc} \usepackage[russian]{babel} \usepackage{amssymb,amsfonts,amsmath} \usepackage{xspace} \pagestyle{empty} \newcounter{zadacha} \setcounter{zadacha}0 \newcommand*{\nz}{% \par\medskip\refstepcounter{zadacha} \textbf{\thezadacha.} } \let\C\relax %\newcommand*{\C}{\ensuremath{\mathbb C}\xspace} %\newcommand*{\R}{\ensuremath{\mathbb R}\xspace} \newcommand*{\C}{\ensuremath{\mathbb C}\xspace} \newcommand*{\R}{\ensuremath{\mathbb R}\xspace} \newcommand*{\HH}{\ensuremath{\mathbb H}\xspace} \let\Re\relax \let\Im\relax \DeclareMathOperator{\Re}{Re} \DeclareMathOperator{\Im}{Im} \begin{document} \begin{center}\large\sc Теория функций комплексного переменного - 2026\\ листок 7 \end{center} \nz С помощью интегральной формулы Коши вычислите интегралы (а) $\displaystyle{\int_{|z|=2}\frac{e^z dz}{z^2-1}}$, (б) $\displaystyle{\int_{|z-a|=a}\frac{zdz}{z^4-1}}$, $a>1$, (в) $\displaystyle{\int_{|z-1|=1}\frac{ze^zdz}{(z-1)^3}}$. \nz Пусть $f(z)$ -- голоморфная функция в верхней полуплоскости, непрерывно продолжаемая на вещественную ось, причем $\lim\limits_{|z|\to \infty} f(z)=0$. Докажите интегральную формулу Шварца $$ f(z)=\frac{1}{\pi}\int_{-\infty}^{\infty} \frac{{\rm Im} f(x)}{x-z}\, dx. $$ \nz Пусть $f(z)$ -- голоморфная функция в единичном круге, непрерывно продолжаемая на его границу. Докажите интегральную формулу Пуанкаре $$ f(z)=\frac{1}{2\pi}\int_{0}^{2\pi} \!{\rm Re} f(e^{i\theta}) \frac{e^{i\theta}+z}{e^{i\theta}-z}\, d\theta +i{\rm Im} f(0). $$ \nz Найдите вычеты дифференциальных форм в их особых точках:\\ а) $\displaystyle{\frac{z dz}{z^2+1}}$, б) $\displaystyle{\frac{e^z dz}{(z-1)^2}}$, в) $\displaystyle{\frac{z^{}dz}{\sin ^2 z}}$, г) $\displaystyle{\frac{z^{2n}dz}{(z-1)^n}}$, д) $\displaystyle{\frac{e^{1/z}dz}{1-z}}$, е) $\sin z \, \sin (1/z) \, dz$,\\ ж) $\displaystyle{\frac{\sin 3z - 3\sin z}{\sin z \, (\sin z -z)}\, dz}$ в точке $z=0$, з) $\displaystyle{z^2 \sin \frac{1}{z+1} \, dz}$, и) $\displaystyle{\frac{dz}{z(e^{2z}-1)}}$ в точке $z=0$, к) $\displaystyle{e^{z/(1-z)}dz}$. \nz Докажите, что для четной функции $f(z)$ имеет место равенство $$\mbox{res}_{z=a}f(z)dz =-\mbox{res}_{z=-a}f(z)dz$$ а для нечетной $$\mbox{res}_{z=a}f(z)dz =\mbox{res}_{z=-a}f(z)dz$$ \nz Вычислите интегралы: а) $\displaystyle{\oint_{|z|=4}\frac{z^4 dz}{e^z +1}}$, б) $\displaystyle{\oint_{|z|=1}\frac{e^z dz}{(2z+1)^2 (z+2)}}$, \\ в) $\displaystyle{\oint_{|z|=1}(z+1)e^{1/z}dz}$, г) $\displaystyle{\oint_{|z|=1}\frac{z^3 dz}{2z^4+1}}$, д) $\displaystyle{\oint_{|z|=3}\frac{z^3-1}{z-1}\left (e^{\frac{1}{z}}+ e^{\frac{1}{z-1}}+e^{\frac{1}{z-2}}\right )dz}$, е) $\displaystyle{\oint_{|z|=1}\frac{dz}{e^{2/z}-e^{1/z}}}$, ж) $\displaystyle{\oint_{|z|=3}\frac{dz}{(z-1)^2(1-\cos z)}}$, з) $\displaystyle{\oint_{|z|=1}\frac{z-(\log 2)^{-1}}{e^{1/z}-2}\, dz}$. \nz Пусть функция $f(z)$ регулярна в замыкании конечной области $D$, а точки $a_1, \ldots , a_n$ лежат в $D$ и попарно различны. Обозначим $P(z)=(z-a_1)\ldots (z-a_n)$ и $$ \Phi (z)=-\frac{P(z)}{2\pi i}\oint_{\partial D} \frac{f(\xi )}{P(\xi )} \, \frac{d\xi}{\xi -z}, \quad z\notin D. $$ Докажите, что функция $\Phi (z)$ аналитически продолжается на всю плоскость и представляет собой многочлен степени $n-1$, причем $\Phi (a_k)=f(a_k)$, $k=1, \ldots , n$. (Многочлен $\Phi (z)$ называется интерполяционным многочленом Лагранжа.) \nz Пусть $p_1, \ldots , p_N$ -- $N$ различных комплексных чисел. Докажите тождество $$ \sum_{i=1}^N \prod_{j\neq i}^N \frac{p_i+p_j}{p_i-p_j}= \frac{1}{2}\Bigl (1-(-1)^N\Bigr ). $$ {\it Указание: воспользуйтесь тем, что сумма вычетов рациональной функции, включая вычет в $\infty$, равна 0.} \nz Пусть $w_1, \ldots , w_N$ -- $N$ различных комплексных чисел. Найдите сумму $$ S=\sum_{i=1}^N \prod_{j\neq i}^N \frac{1-w_iw_j}{w_i-w_j}. $$ \end{document}