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update:2024.10.28

I=Pr111+x1x1(2x)xdx

복소함수 

f(z)=(1+z1z)1/21(2z)z

의 contour Γ에 대한 적분을 고려한다. z=±1이 branch point이고, z=0,2은 simple pole이다. cut line은 그림처럼 잡고, 위상은 0arg(z+1)2π,πarg(1z)π로 선택한다.

residue 정리에 의해서 

Γf(z)dz=(CCi)f(z)dz=2πi×Res(z=2)=3π  Cif(z)dz=3π

C1: z+1=ϵeiθ C1f(z)dz=O(ϵϵ)0  

C5: z1=ϵeiθ C5f(z)dz=O(ϵ)0  

C3: z=ϵeiθ (θ:π2π)z+1=ei2πz1=eiπ1z=ei0이므로

1+z1z=ei2πei0=eiπC3f(z)dz=eiπ2ππiϵeiθ2ϵeiθdθ=iπ2. 

C7z=ϵeiθ (θ:0π)z+1=ei0z1=eiπ1z=ei0이므로

1+z1z=ei0ei0=1C7f(z)dz=π0iϵeiθ2ϵeiθdθ=iπ2

C2+C4: z+1=(x+1)e2iπ (x:11)z1=(1x)eiπ1z=(1x)ei0이므로

C2+C4=eiπ111+x1xdx(2x)x=I.

C6+C8: z+1=(x+1)ei0 (x:11)z1=(1x)eiπ1z=(1x)ei0이므로

C6+C8=111+x1xdx(2x)x=I

C: z=Reiθ Cf(z)dz=O(1/R)0.

이 결과를 모두 정리하면,

I=Pr111+x1xdx(2x)x=32π.

 

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