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Integrale

Inviato: 06 giu 2007, 18:53
da DarkSepiroth
Gente, mi sto seriamente arrovellando su questo integrale: non riesco a capire se mi manca qualche passaggio per arrivare alla soluzione...

$ \int_{\gamma} \frac{e^{1/z}}{(z+1)(z-2)^2} dz $ = (*)

dove $ \gamma(t) = \epsilon e^{it} , t\in [0,2 \pi] , \epsilon < 1 $

Osserviamo che $ z_{0} =0 $ è una singolarità essenziale per f(z), in particolare $ e^{1/z} = \sum_{n= 0}^{+\infty} $ $ 1/n! z^n $.
Questa serie di Laurent converge uniformemente sul $ Supp \gamma $ che è un compatto contenuto nell'aperto di convergenza assoluta della serie stessa...
Allora abbiamo che (*) = $ \sum_{n= 0}^{+\infty} \int_{\gamma} \frac{1}{n!z^n(z+1)(z-2)^2} dz. $
Ora osservo che z=0 è un polo di ordine n per ogni $ f_n = \frac{1}{n!z^n(z+1)(z-2)^2} dz. $.
Allora, per ogni n, se chiamo $ g(z) = \frac{1}{(z+1)(z-2)^2} $, posso calcolare l'integrale di $ f_n $ su $ \gamma $, che è uguale a $ 2 \pi i g^{(n-1)}(0) /n! $, cioè $ 2 \pi i Res_0 (f) $...però a questo punto come concludo? Ho provato a trovare formule esplicite per le derivate successive di g...però ho fallito... :roll: Stavo pensando, non è che c'è un modo MOLTO più semplice di fare l'esercizio?? :shock:

Inviato: 06 giu 2007, 21:28
da ma_go
mumble, se cambi variabile?
$ z\mapsto 1/z $ dovrebbe ridurti la cosa ad un integrale sullo stesso cammino (penso in senso inverso, ma tanto il cammino è quello), ma la singolarità diventa una singolarità "buona".
tanto per dirla in altre parole, calcoli il residuo all'infinito e negli altri due punti, dove le singolarità sono più facili da sbrogliare..

Inviato: 07 giu 2007, 20:58
da DarkSepiroth
...dunque, c'è una soluzione più semplice...anche se in qualche modo mi asto arrovellando per concludere anche nell'altro modo.
Comunque.

osserviamo che $ lim_{z \rightarrow \infty} f(z) = 0 $, dunque la nostra f è olomorfa in un intorno di $ \infty $. Questo significa che $ Res_{\infty} f = 0 $. Sappiamo che $ Res_0 f + Res_{-1} f + Res_2 f + Res_{\infty} f = 0 $, quindi nel nostro caso $ Res_0 f + Res_{-1} f + Res_2 f = 0 $, quindi $ Res_0 f = -(Res_{-1} f + Res_2 f ) $.
Siccome -1 e 2 sono poli di ordine rispettivamente 1 e 2, i residui in questi punti si calcolano facilmente, e il gioco è fatto, perchè a questo punto abbiamo (*) = $ 2 \pi i Res_0 f. $.

Inviato: 07 giu 2007, 23:19
da ma_go
sì, cambia poco la sostanza di quello che ho detto: in pratica guardi quello che succede "fuori" invece di quello che succede "dentro", anche se "dentro" o "fuori" non hanno molto senso per un cammino su una sfera......