§ 10. ИНТЕГРАЛЬНАЯ ФОРМУЛА КОШИ
Пусть
аналитическая функция в области, ограниченной кусочно-гладким замкнутым контуром С (рис. 32), и на этом контуре. Фиксируем точку
внутри С и составим функцию
Эта функция аналитичн во всех точках внутри контура С и на нем,
исключением точки
Однако при
имеем
поэтому если доопределить функцию у в точке
требованием
то
станет непрерывкой функцией в ограниченной замкнутой области, ограниченной контуром С, и, следовательно, будет ограниченной.
Рис. 32.
Таким образом, в рассматриваемой области
где К — некоторое положительное число.
Пусть
— круг радиуса
с центром
лежащий внутри С. По теореме Коши для сложного контура имеем:
но согласно правилу оценки модуля интеграла (3.37) имеем:
следовательно, переходя к пределу при
в последнем равенстве, получим:
или
или
Но согласно теореме Коши для сложного контура и и силу (3.36)
поэтому предыдущее равенство принимает вид:
откуда
Формула (3.40) называется интегральной формулой Коши и является центральной формулой теории аналитических функций. Из формулы (3.40) видно, что значения аналитиче ской функции внутри С вполне определяются вначениями этой функции на С. Праиая часть формулы (3.40) называется интегралом Коши.
Рис. 33.
Вместо простого замкнутого контура С можно брать сложный контур Г, состоящий из наружного контура и нескольких внутренних контуров (рис. 33). Тогда в результате такого же рассуждения найдем, что если
— аналитическая функция и области, ограниченной сложным контуром Г, и на нем, то
для всякой точки
в втой области справедливо равенство
Это — интегральная формула Коши для сложного контура.