Обозначим точку на единичной окружности через о, тогда
Следовательно, на единичной окружности формула (2) принимает вид
Функцию
удобно назвать граничной функцией. Если разложить ее в ряд по
, то можно записать
где функция
содержит все отрицательные спепени о и не содержит неотрицательных степеней. Таким образом, функция
является аналитической вне единичного круга и обращается в нуль на бесконечности.
Граничные условия (4) можно записать теперь в виде
Умножая это равенство на
и интегрируя по окружности единичного круга у, получаем
Далее, функции
являются аналитическими вне у, в то время как функции
аиалитичны внутри у. Следовательно, если точка
лежит вне окружности у, то, применяя формулу Коши
найдем, что второй и четвертый интегралы обращаются в нуль. Вычисляя первый и третий интегралы, получаем равенство
Так как функция
содержит только отрицательные степени
то условие обращения скорости в нуль на бесконечности также удовлетворено.
Чтобы показать, что найденная скорость жидкости всюду физически допустима, рассмотрим соотношение
Преобразование (1) является конформным во всех точках вне контура, поэтому в жидкости не существует нулей функции
и скорость жидкости всюду конечна.
Итак, с помощью преобразования (1) мы составляем граничную функцию (2), отделяем члены с отрицательными степенями
которые стремятся к нулю, когда
. В результате получаем комплексный потенциал (8) как функцию
Если бы удалось с помощью формул (1) и (8) исключить
то мы получили бы, конечно, комплексный потенциал как функцию
Но во многих случаях проводить такое исключение или невозможно, или нежелательно.
Наконец, мы можем получить комплексный потенциал
обтекания цилиндра, положив в формуле
и наложив противоположно направленной поток со скоростью
. В результате этого можно получить соотношение