1.3.25. Применение теоремы о вычетах к суммированию некоторых рядов.
Рассмотрим ряд
Положим, что функция голоморфна на всей плоскости z за исключением нескольких полюсов вычеты относительно которых равны Контур заключает в себе все полюса и точкз вещественной оси.
Числа разумеется, не целые, так как иначе ряд не имел бы смысла.
Рис. 1.35.
Рассмотрим функцию которая внутри контура имеет в качестве полюсов полюса с вычетами и точки с вычетами Имеем
Если контур при бесконечно возрастающем отодвигается в бесконечность, причем криволинейный интеграл функции по стремится к нулю, то можно вычислить сумму рассматриваемого ряда. Эти условия соблюдаются, если, например, в качестве контура использовать квадрат, представленный на рис. 1.35, и считать, что при бесконечном возрастании произведение равномерно стремится к нулю.
Выберем достаточно большим, чтобы ограничен на пусть его верхняя граница. Тогда справедлива оценка
Следовательно, контур отвечает поставленным условиям и
Пример 1. Вычислить Функция стремится к нулю, когда бесконечно возрастает. Функция не имеет полюсов при значениях z, равных целому числу, и голоморфна на всей плоскости, за исключением Следовательно,
Значит,
Замечание. Если вместо использовать то при тех же условиях можно суммировать ряды вида
Пример 2.