произвольным образом деформировать контур
не затрагивая особой точки
и удерживая оба конца контура на
Выясним теперь связь интеграла (148) с функцией
причем будем считать, что z находится справа от мнимой оси. Деформируя контур
мы можем достигнуть того, чтобы путь интегрирования состоял из следующих трех частей: 1) из отрезка
верхнего берега разреза; 2) из окружности
с центром
и радиусом
и 3) из отрезка
нижнего берега разреза. На верхнем берегу в подинтегральной функции
имеет вещественные значения. При переходе на нижний берег
приобретет слагаемое
так что на нижнем берегу подинтегральная функция будет
где
имеет по-прежнему вещественные значения. Имеем, таким образом,
где
— некоторое заданное положительное число. Покажем, что при
интеграл по окружности
стремится к нулю. Действительно, на этой окружности множитель
ограничен по модулю, независимо от
а множитель
имеет оценку
т. е. будет или величиной бесконечно малой, если
или будет стремиться к бесконечности порядка Принимая во внимание, что по предположению и что длина пути интегрирования будет
мы непосредственно убеждаемся, что упомянутый интеграл действительно стремится к нулю. Таким образом, формула (149) в пределе дает нам
Рис. 63.
или, принимая во внимание определение
Последнюю формулу можно еще записать в виде
Контур I не проходит через начало координат
и поэтому мы можем уже не ограничивать себя рассмотрением лишь тех значений
которые лежат справа от мнимой оси. Как и при рассмотрении интеграла (113) из [71], мы можем убедиться, что интеграл (148) представляет целую функцию от z. Формула (150) доказана нами лишь для z, лежащих правее мнимой оси, но в силу принципа аналитического продолжения она будет справедливой на всей плоскости z. Формула (151) дает представление мероморфной функции в виде частного двух целых функций. Знаменатель
обращается в нуль при всех целых как положительных, так и отрицательных значениях z. Целые отрицательные z и
дают полярность
Если z равно целому положительному числу, то подинтегральная функция (147) будет однозначной и регулярной функцией от t на всей плоскости (т. е. будет целой функцией от
и по теореме Коши интеграл от нее по замкнутому контуру l будет равен нулю, т. е. при целом положительном z в правой части формулы (151) и числитель и знаменатель обращаются в нуль, и эти значения z не будут полюсами функции
Рис. 64.
Заменим в формуле (150) z на
Введем вместо t новую переменную интегрирования
, полагая
где
контур, изображенный на рис. 64. Плоскость
получается из плоскости t вращением около начала на угол
. Разрез по положительной части вещественной оси плоскости t перешел в разрез по отрицательной части вещественной оси плоскости
, причем нижний берег нового разреза соответствует верхнему берегу прежнего разреза. На этом нижнем берегу нового разреза мы должны
считать
Подставляя выражение (153) в формулу (152) и умножая обе части равенства
получим
или
откуда, пользуясь формулой (122), получим выражение
в виде контурного интеграла: