用留數(shù)定理處理有理分式不定積分
上個視頻手算了梗圖上的積分:

當時將分式進行拆分才得以完成,結(jié)果相當復雜,參見上次專欄:

然后評論區(qū)有人問100次方能不能算。
其實也是可以的,但是需要更高級的方法:留數(shù)定理。
關(guān)于留數(shù)定理,筆者去年曾有相關(guān)筆記在此分享:

其實剛學的時候只學到留數(shù)可以處理實變函數(shù)的定積分,確實沒想到在拆分有理分式時各項系數(shù)可以用留數(shù)解決。
所以,今天我們來求:
為了化為能解的形式,我們首先考慮拓展到復數(shù)域,考慮復變函數(shù):
它有100個一階奇點:
由于每個奇點都是一階,可以考慮將它寫成以下求和:
那么利用兩邊的表達式求解第 k 個奇點留數(shù),就可知:
從而得到
這樣積分就容易處理了,只需把每個奇點那一項和與它復共軛的奇點那一項相加:
就可以讓一切回到實數(shù)域了。所以
搞定。
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