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        Dirichlet積分的5種計(jì)算方法

        2016-10-13 23:28:05朱章根簡(jiǎn)國(guó)明
        高師理科學(xué)刊 2016年1期

        朱章根,簡(jiǎn)國(guó)明

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        Dirichlet積分的5種計(jì)算方法

        朱章根[1]1,簡(jiǎn)國(guó)明2

        (韶關(guān)學(xué)院,1. 物理與機(jī)電工程學(xué)院,2. 數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)院,廣東 韶關(guān) 512005)

        研究Dirichlet積分,給出5種不同的Dirichlet積分值計(jì)算方法.

        Dirichlet積分;含參量積分法;積分計(jì)算

        廣義積分是理工科類高等數(shù)學(xué)計(jì)算中的一個(gè)重要內(nèi)容,一般的計(jì)算法是先求出原函數(shù),而后采用Newton-Leibniz公式計(jì)算[1-5].但是Dirichlet積分的計(jì)算需要一些技巧與方法.本文研究Dirichlet積分并給出5種不同的計(jì)算方法.這幾種計(jì)算方法都是理工科類學(xué)生利用經(jīng)常接觸的數(shù)學(xué)知識(shí)可以解答的.

        1Dirichlet積分收斂性的證明

        引理1(Dirichlet判別法)[1]257設(shè)為上的函數(shù),若在上為有界函數(shù),單調(diào)趨于零,則收斂.

        2 Dirichlet積分的計(jì)算

        2.1解析函數(shù)法

        引理2(Cauchy-Goursat定理)[6]55設(shè)解析函數(shù)在單連通區(qū)域以及該單連通區(qū)域的邊界上解析,則.

        要求出Dirichlet積分的值,只需要令即可.由于,因而(2)

        2.2留數(shù)定理求解

        引理3[6]88設(shè)函數(shù)在實(shí)軸上的奇點(diǎn)為,都是一階極點(diǎn),且滿足Jordan引理的條件,為函數(shù)在上半平面的奇點(diǎn),則有

        2.3利用含參變量的廣義積分計(jì)算

        引理4(Weierstrass-M判別法)[2]195設(shè)有函數(shù),使得,,,若收斂,則在上一致收斂.

        2.4利用含參變量的積分計(jì)算

        2.5利用Laplace變換計(jì)算

        換[7-8].對(duì)Dirichlet積分進(jìn)行Laplace變換可得,故.

        Dirichlet積分在阻尼振動(dòng)中是很常見(jiàn)的積分,對(duì)于物理類專業(yè)的學(xué)生是必須掌握的內(nèi)容.文中給出的5種計(jì)算方法都是基于理工類基礎(chǔ)數(shù)學(xué)可求解的,適合理工類學(xué)生參考借鑒.

        [1] 同濟(jì)大學(xué)數(shù)學(xué)系.高等數(shù)學(xué)(下冊(cè))[M].6版.北京:高等教育出版社,2007

        [2] 華東師范大學(xué)數(shù)學(xué)系.?dāng)?shù)學(xué)分析(下冊(cè))[M].3版.北京:高等教育出版社,2006

        [3] 北京大學(xué)數(shù)學(xué)力學(xué)系.?dāng)?shù)學(xué)分析[M].北京:人民教育出版社,1961

        [4] 李忠,周建瑩.高等數(shù)學(xué)[M].北京:北京大學(xué)出版社,2009

        [5] 孫本旺.?dāng)?shù)學(xué)分析中的典型例題與解題方法[M].長(zhǎng)沙:湖南科技出版社,1984

        [6] 上海交通大學(xué)數(shù)學(xué)系.復(fù)變函數(shù)與積分變換[M].上海:上海交通大學(xué)出版社,2012

        [7] 王高雄.常微分方程[M].2版.北京:高等教育出版社,2006

        [8] 西安交通大學(xué)高等數(shù)學(xué)教研室.復(fù)變函數(shù)[M].4版.北京:高等教育出版社,2014


        Five calculation methods of Dirichlet integral

        ZHU Zhang-gen1,JIAN Guo-ming2

        (1. School of Physics and Electrical Engineering,2. School of Mathematics and Statistics,Shaoguan University,Shaoguan 512005,China)

        Researched the Dirichlet integral,gave five different calculation method of the Dirichlet integral.

        Dirichlet integral;parametric integral method;integral calculation

        O172∶G642.0

        A doi:10.3969/j.issn.1007-9831.2016.01.021

        2015-08-20

        朱章根(1991-),男,廣東仁化人,在讀本科生.E-mail:1723739170@qq.com

        簡(jiǎn)國(guó)明(1958-),男,江西南昌人,教授,碩士,從事代數(shù)圖論及數(shù)學(xué)模型研究.E-mail:527775876@qq.com

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