Complex Variables and Partial Differential Equations (3130005)

BE | Semester-3   Winter-2019 | 26-11-2019

Q3) (c)

Using residue theorem, evaluate 0 dx x2 + 12  .

I = 0 dx x2 + 12  = 1 2 0 dx x2 + 12 = 1 2 C dz z2 + 12  -----1
 
Where, C :  Upper half of | z | = R .
 
Let, fz = 1 z2 + 12  = 1 z + i2 z - i2 
 
 z0 = i is pole of order n = 2 in C.
 
Resfz, z0 = 1n-1 !  limzz0 dn-1dzn-1 z - z0n fz
 
Resfz, z0 = 11 !  limzi ddz z - i2 1 z + i2 z - i2 =  limzi ddz 1 z + i2 
 
Resfz, z0 =  limzi  -2 z + i3   = -2 2i3  = 2 8i  = 1 4i 
 
By [ 1 ] and residue theorem, We have
 
I = 1 2  2πi  sum of residue 
 
I = 1 2  2πi 1 4i 
 
I = π 2