如何用三角不等式推导复围道积分证明中的该不等式?
嘿,你之前的思路绕了个弯路,其实这个不等式用复数模的三角不等式就能轻松搞定,而且是复围道积分估计里的常用技巧哦!
关键前提
首先明确:在这类复围道积分问题中,我们通常取 ( R > 1 )(比如当 ( R \to \infty ) 时处理围道,或者让围道避开/包围奇点),这个条件是不等式成立的基础。
证明步骤
利用三角不等式的反向形式
对于任意复数 ( a, b ),有三角不等式的下界估计:
$$|a + b| \geq \left| |a| - |b| \right|$$
这里令 ( a = R^2 e^{2i\theta} ),( b = 1 ),则 ( |a| = R^2 ),( |b| = 1 )。因为 ( R > 1 ),所以 ( \left| R^2 - 1 \right| = R^2 - 1 ),代入得:
$$|R^2 e^{2i\theta} + 1| \geq R^2 - 1$$结合复数模的倒数性质
对于非零复数 ( z ),有 ( \left| \frac{1}{z} \right| = \frac{1}{|z|} ),因此:
$$\left| \frac{1}{R^2 e^{2i\theta} + 1} \right| = \frac{1}{|R^2 e^{2i\theta} + 1|} \leq \frac{1}{R^2 - 1}$$
对你之前思路的小纠正
你之前尝试展开模的平方来推导,其实走了多余的步骤——而且注意:( \left| \frac{1}{A+1} \right| ) 并不需要转化为分子取共轭的形式,因为 ( |\overline{A}+1| = |A+1| )(共轭复数的模等于原复数的模),所以那步操作并没有简化问题,反而让你陷入了分母的复杂展开里。
内容的提问来源于stack exchange,提问作者dialog

