数学代写|复分析代写Complex analysis代考|MATH3979 Integrating ‘around an infinite semicircle’

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复分析Complex analysis一个函数的 “极点”(或孤立的奇点)是指该函数的值变得无界,或 “爆炸 “的一个点。如果一个函数有这样一个极点,那么人们可以在那里计算函数的残差,这可以用来计算涉及该函数的路径积分;这就是强大的残差定理的内容。皮卡德定理描述了全形函数在基本奇点附近的显著行为。只有极点而没有基本奇点的函数被称为经态函数。劳伦特级数是与泰勒级数相当的复值级数,但可以通过更容易理解的函数(如多项式)的无限和来研究奇点附近的函数行为。

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数学代写|复分析代写Complex analysis代考|Integrating ‘around an infinite semicircle’

Continuing the chapter’s broad theme of ‘calculating difficult real integrals by easy complex methods’, we next turn to rational functions. A rational function (as we mentioned back in 3.1.2) is one that can be expressed as one polynomial divided by another (and the variable involved may be either real or complex). A typical rational function can therefore be written as $\frac{p(x)}{q(x)}$ or $\frac{p(z)}{q(z)}$ (where $p$ and $q$ are the polynomials in question) or, if it is necessary to spell out the full details, as
$$
\frac{a_0+a_1 x+a_2 x^2+\cdots+a_n x^n}{b_0+b_1 x+b_2 x^2+\cdots \cdots+b_m x^m}
$$
(but it usually isn’t necessary).
As far as this section is concerned, we are going to assume that the coefficients are real numbers, and that the denominator does not have any real zeros-a reason for both decisions being that we are aiming to calculate real integrals of the form
$$
\int_a^b \frac{p(x)}{q(x)} d x
$$
over a large stretch of the real line, and if $q(x)$ were to take the value zero at some real number $x$, that would make the problem an improper integral (an additional difficulty which, at this stage, we can well do without).

We shall also work mainly with what we shall call bottom-heavy rationals, that is, those in which the degree of the denominator exceeds the degree of the numerator by at least 2 (in other words, in the last display but one above, those for which $m \geq n+2$ ). It is not so easy to explain at this stage exactly why we want that restriction but, roughly speaking, it concerns the behaviour of the integrals when the domain of integration is allowed to stretch off towards infinity: for instance, $\frac{1}{x^2}$ is a (very simple) bottom-heavy rational whose integral $\int_1^K \frac{1}{x^2} d x$ is easily calculated as $1-\frac{1}{K}$, and we see that this expression tends to 1 as $K$ tends to infinity, which allows us to conclude that
$$
\int_1^{\infty} \frac{1}{x^2} d x=1
$$

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Method one: real integration
The usual first move in such questions is to factorise the denominator and, although a sum of squares won’t factorise in real numbers, a sum of fourth powers will: in the present case we find that
$$
x^4+64=\left(x^2-4 x+8\right)\left(x^2+4 x+8\right) .
$$
Now appeal to the theory of partial fractions to break our complicated rational into a sum of simpler rational pieces. Its prediction here is that
$$
\frac{40 x^2+48 x+64}{x^4+64}=\frac{40 x^2+48 x+64}{\left(x^2-4 x+8\right)\left(x^2+4 x+8\right)}=\frac{A x+B}{x^2-4 x+8}+\frac{C x+D}{x^2+4 x+8}
$$
for some choice of constants $A, B, C$ and $D$. It is straightforward (but tedious) to identify these. We eventually discover that
$$
\frac{40 x^2+48 x+64}{x^4+4}=\frac{4 x+10}{x^2-4 x+8}-\frac{4 x+2}{x^2+4 x+8} .
$$
Wishing to ‘make the top line be the derivative of the bottom line’, we rearrange this as
$$
=\frac{2(2 x-4)+18}{x^2-4 x+8}-\frac{2(2 x+4)-6}{x^2+4 x+8} .
$$
Next, where fractional expressions have only constants on the top line, we complete the square on the bottom line to push the expression towards a standard arctan integration:
$$
=\frac{2(2 x-4)}{x^2-4 x+8}+\frac{18}{(x-2)^2+4}-\frac{2(2 x+4)}{x^2+4 x+8}+\frac{6}{(x+2)^2+4}
$$

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复分析代写

数学代写|复分析代写COMPLEX ANALYSIS代考|INTEGRATING ‘AROUND AN INFINITE SEMICIRCLE’


继续本章的“通过简单的复杂方法计算困难的实积分”这一广泛主题,我们接下来转向有理函数。有理函数aswementionedbackin $3.1 .2$ 是一个可以表示为一个多 项式除以另一个andthevariableinvolvedmaybeeitherrealorcomplex. 因此,一个典型的有理函数可以写成 $\frac{p(x)}{q(x)}$ 或者 $\frac{p(z)}{q(z)}$ where $\$ p \$ a n d \$ q \$ a r e t h e p o l y n o m i a l s i n q u e s t i o n$ 或者,如果有必要拼出全部细节,如
$$
\frac{a_0+a_1 x+a_2 x^2+\cdots+a_n x^n}{b_0+b_1 x+b_2 x^2+\cdots \cdots+b_m x^m}
$$
butitusuallyisn’tnecessary.
就本节而言,我们将假设系数是实数,并且分母没有任何实零- 这两个决定的原因是我们的目标是计算形式的实积分
$$
\int_a^b \frac{p(x)}{q(x)} d x
$$
在实线的大段上,如果 $q(x)$ 在冭个实数处取零值 $x$ ,这会使问题成为不正确的积分anadditionaldifficultywhich, atthisstage, wecanwelldowithout.
我们还将主要研究我们称之为底重的有理数,即分母的次数比分子的次数至少高出 2 倍的有理数。
inotherwords, inthelastdisplaybutoneabove, thoseforwhich $\$ m \geq n+2 \$$. 在这个阶段要准确解释为什么我们需要这个限制并不容易,但粗略地说,它涉及
当积分域被允许向无穷大延伸时积分的行为:例如, $\frac{1}{x^2}$ 是一个verysimple底部重的有理数,其积分 $\int_1^K \frac{1}{x^2} d x$ 很容易计算为 $1-\frac{1}{K}$, 我们看到这个表达式趋向于 $1 K$ 趋于无穷大,这使我们可以得出结论
$$
\int_1^{\infty} \frac{1}{x^2} d x=1
$$


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实数积分
此类问题中通常的第一步是对分母进行因式分解,虽然平方和不会对实数进行因式分解,但四次方之和会:在本例中,我们发现
$$
x^4+64=\left(x^2-4 x+8\right)\left(x^2+4 x+8\right) .
$$
现在求助于部分分数理论,将我们复杂的有理分解为更简单的有理部分的总和。它的预测是
$$
\frac{40 x^2+48 x+64}{x^4+64}=\frac{40 x^2+48 x+64}{\left(x^2-4 x+8\right)\left(x^2+4 x+8\right)}=\frac{A x+B}{x^2-4 x+8}+\frac{C x+D}{x^2+4 x+8}
$$
对于一些常数的选择 $A, B, C$ 和 $D$. 这很简单buttedious 来识别这些。我们最終发现
$$
\frac{40 x^2+48 x+64}{x^4+4}=\frac{4 x+10}{x^2-4 x+8}-\frac{4 x+2}{x^2+4 x+8} .
$$
㾙望“使顶线成为底线的衍生物”,我们将其重新排列为
$$
=\frac{2(2 x-4)+18}{x^2-4 x+8}-\frac{2(2 x+4)-6}{x^2+4 x+8}
$$
接下来,如果分数表达式在顶行只有常数,我们完成底行的正方形以将表达式推向标准 $\arctan$ 积分:
$$
=\frac{2(2 x-4)}{x^2-4 x+8}+\frac{18}{(x-2)^2+4}-\frac{2(2 x+4)}{x^2+4 x+8}+\frac{6}{(x+2)^2+4}
$$

数学代写|复分析代写Complex analysis代考

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微观经济学代写

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线性代数代写

线性代数是数学的一个分支,涉及线性方程,如:线性图,如:以及它们在向量空间和通过矩阵的表示。线性代数是几乎所有数学领域的核心。

博弈论代写

现代博弈论始于约翰-冯-诺伊曼(John von Neumann)提出的两人零和博弈中的混合策略均衡的观点及其证明。冯-诺依曼的原始证明使用了关于连续映射到紧凑凸集的布劳威尔定点定理,这成为博弈论和数学经济学的标准方法。在他的论文之后,1944年,他与奥斯卡-莫根斯特恩(Oskar Morgenstern)共同撰写了《游戏和经济行为理论》一书,该书考虑了几个参与者的合作游戏。这本书的第二版提供了预期效用的公理理论,使数理统计学家和经济学家能够处理不确定性下的决策。

微积分代写

微积分,最初被称为无穷小微积分或 “无穷小的微积分”,是对连续变化的数学研究,就像几何学是对形状的研究,而代数是对算术运算的概括研究一样。

它有两个主要分支,微分和积分;微分涉及瞬时变化率和曲线的斜率,而积分涉及数量的累积,以及曲线下或曲线之间的面积。这两个分支通过微积分的基本定理相互联系,它们利用了无限序列和无限级数收敛到一个明确定义的极限的基本概念 。

计量经济学代写

什么是计量经济学?
计量经济学是统计学和数学模型的定量应用,使用数据来发展理论或测试经济学中的现有假设,并根据历史数据预测未来趋势。它对现实世界的数据进行统计试验,然后将结果与被测试的理论进行比较和对比。

根据你是对测试现有理论感兴趣,还是对利用现有数据在这些观察的基础上提出新的假设感兴趣,计量经济学可以细分为两大类:理论和应用。那些经常从事这种实践的人通常被称为计量经济学家。

Matlab代写

MATLAB 是一种用于技术计算的高性能语言。它将计算、可视化和编程集成在一个易于使用的环境中,其中问题和解决方案以熟悉的数学符号表示。典型用途包括:数学和计算算法开发建模、仿真和原型制作数据分析、探索和可视化科学和工程图形应用程序开发,包括图形用户界面构建MATLAB 是一个交互式系统,其基本数据元素是一个不需要维度的数组。这使您可以解决许多技术计算问题,尤其是那些具有矩阵和向量公式的问题,而只需用 C 或 Fortran 等标量非交互式语言编写程序所需的时间的一小部分。MATLAB 名称代表矩阵实验室。MATLAB 最初的编写目的是提供对由 LINPACK 和 EISPACK 项目开发的矩阵软件的轻松访问,这两个项目共同代表了矩阵计算软件的最新技术。MATLAB 经过多年的发展,得到了许多用户的投入。在大学环境中,它是数学、工程和科学入门和高级课程的标准教学工具。在工业领域,MATLAB 是高效研究、开发和分析的首选工具。MATLAB 具有一系列称为工具箱的特定于应用程序的解决方案。对于大多数 MATLAB 用户来说非常重要,工具箱允许您学习应用专业技术。工具箱是 MATLAB 函数(M 文件)的综合集合,可扩展 MATLAB 环境以解决特定类别的问题。可用工具箱的领域包括信号处理、控制系统、神经网络、模糊逻辑、小波、仿真等。

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