Μιγαδικός λογισμός και ολοκληρωτικοί Μετασχηματισμοί

Σχετικά έγγραφα
Μιγαδικός λογισμός και ολοκληρωτικοί Μετασχηματισμοί

Μιγαδικός λογισμός και ολοκληρωτικοί Μετασχηματισμοί

Μιγαδικός λογισμός και ολοκληρωτικοί Μετασχηματισμοί

Μιγαδικός λογισμός και ολοκληρωτικοί Μετασχηματισμοί

Μιγαδικός λογισμός και ολοκληρωτικοί Μετασχηματισμοί

Μιγαδικός λογισμός και ολοκληρωτικοί Μετασχηματισμοί

Μιγαδικός λογισμός και ολοκληρωτικοί Μετασχηματισμοί

Μιγαδικός λογισμός και ολοκληρωτικοί Μετασχηματισμοί

7. ΑΝΩΜΑΛΑ ΣΗΜΕΙΑ, ΠΟΛΟΙ ΚΑΙ ΤΟ ΘΕΩΡΗΜΑ ΤΩΝ ΟΛΟΚΛΗΡΩΤΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΙΠΩΝ. και σε κάθε γειτονιά του z

t : (x, y) x 2 +y 2 y x

Λογισμός 3. Ενότητα 18: Θεώρημα Πεπλεγμένων (Ειδική περίπτωση) Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Λογισμός 4 Ενότητα 18

Ηλεκτρισμός & Μαγνητισμός

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 15: Ολοκληρώματα Με Ρητές Και Τριγωνομετρικές Συναρτήσεις Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Λογισμός 3. Ενότητα 19: Θεώρημα Πεπλεγμένων (γενική μορφή) Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Τίτλος Μαθήματος: Μαθηματική Ανάλυση Ενότητα Γ. Ολοκληρωτικός Λογισμός

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 17: Αριθμητική Ολοκλήρωση, Υπολογισμός Μήκους Καμπύλης Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

Τίτλος Μαθήματος: Μαθηματική Ανάλυση Ενότητα Β. Διαφορικός Λογισμός

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 1: Συναρτήσεις και Γραφικές Παραστάσεις. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΥ 2011 ΛΥΣΕΙΣ ΤΩΝ ΘΕΜΑΤΩΝ

Κλασική Ηλεκτροδυναμική Ι

Τίτλος Μαθήματος: Μαθηματική Ανάλυση Ενότητα Γ. Ολοκληρωτικός Λογισμός

Τίτλος Μαθήματος: Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές IΙΙ. Διδάσκων: Επίκουρος Καθηγητής Αθανάσιος Σταυρακούδης

Λογισμός 4 Ενότητα 19

Λογισμός 4 Ενότητα 11

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 16: Ολοκλήρωση Τριγωνομετρικών Συναρτήσεων, Γενικευμένα Ολοκληρώματα Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Τίτλος Μαθήματος: Μαθηματική Ανάλυση Ενότητα Γ. Ολοκληρωτικός Λογισμός

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 14: Ολοκλήρωση Κατά Παράγοντες, Ολοκλήρωση Ρητών Συναρτήσεων Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

ΓΕΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΕΙΑ

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 5: Παράγωγος Πεπλεγμένης Συνάρτησης, Κατασκευή Διαφορικής Εξίσωσης. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Λογισμός 4. Ενότητα 2: Ορισμός του ολοκληρώματος. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών

Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές I

Μικροβιολογία & Υγιεινή Τροφίμων

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 6: Ακρότατα Συνάρτησης. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Λογισμός 4 Ενότητα 15

Διάλεξη #10. Διδάσκων: Φοίβος Μυλωνάς. Γραφικά με υπολογιστές. Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Χειμερινό εξάμηνο.

Χωρικές σχέσεις και Γεωμετρικές Έννοιες στην Προσχολική Εκπαίδευση

Λογισμός 4. Ενότητα 9: Παραδείγματα από άλλες αλλαγές. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Διδάσκων: Καθηγητής Νικόλαος Μαρμαρίδης, Καθηγητής Ιωάννης Μπεληγιάννης

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Λογισμός 3. Ενότητα 9: Ιδιότητες της κλίσης. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών

Ηλεκτρισμός & Μαγνητισμός

Λογισμός 3. Ενότητα 10: Παραγώγιση Διανυσματικών Συναρτήσεων. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 12: Κριτήρια Σύγκλισης Σειρών. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

( y = 2, x R) και ( y = 0, x R ) ή ισοδύναμα πάνω στην ευθεία z = 2

Μαθηματική Ανάλυση Ι

Μαθηματικά Διοικητικών & Οικονομικών Επιστημών

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Πιθανότητες. Συναρτήσεις πολλών μεταβλητών Διδάσκων: Επίκουρος Καθηγητής Κωνσταντίνος Μπλέκας

Λογισμός 3. Ενότητα 17: Απόδειξη Θεωρήματος Αντιστροφής. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Μαθηματικά Και Στατιστική Στη Βιολογία

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 19: Υπολογισμός Εμβαδού και Όγκου Από Περιστροφή (2 ο Μέρος) Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Κβαντική Θεωρία ΙΙ. Σκέδαση Διδάσκων: Καθ. Λέανδρος Περιβολαρόπουλος

Κλασσική Θεωρία Ελέγχου

Μαθηματικά Διοικητικών & Οικονομικών Επιστημών

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 7: Σειρές Taylor, Maclaurin. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

ΠΕΡΙΛΗΨΗ ΤΗΣ ΔΙΑΔΑΧΘΕΙΣΑΣ ΥΛΗΣ ΤΟΥ ΜΙΓΑΔΙΚΟΥ ΛΟΓΙΣΜΟΥ

Λογισμός 4 Ενότητα 12

Υπόγεια Υδραυλική και Υδρολογία

Κλασική Ηλεκτροδυναμική Ι

Ηλεκτρισμός & Μαγνητισμός

Ηλεκτρισμός & Μαγνητισμός

Μαθηματική Ανάλυση Ι

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Λογισμός 3. Ενότητα 7: Κλίση και παράγωγος. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών

Αυτοματοποιημένη χαρτογραφία

Λογιστική Κόστους Ενότητα 12: Λογισμός Κόστους (2)

Κλασική Ηλεκτροδυναμική

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Λογισμός 4. Ενότητα 3: Το Θεώρημα του Lebesgue. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών

Λογισμός 4 Ενότητα 16

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Λογισμός 4. Ενότητα 6: Εφαρμογές του Fubini. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 13: Ακτίνα Σύγκλισης, Αριθμητική Ολοκλήρωση, Ολοκλήρωση Κατά Παράγοντες. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Λογισμός 4. Ενότητα 5: Το Θεώρημα του Fubini. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών

Λογισμός 4 Ενότητα 14

Ιόνιο Πανεπιστήμιο - Τμήμα Πληροφορικής

Προσομοιώσεις και οπτικοποιήσεις στη μαθησιακή διαδικασία

Μαθηματική Ανάλυση ΙI

Γραμμική Άλγεβρα και Μαθηματικός Λογισμός για Οικονομικά και Επιχειρησιακά Προβλήματα

Τίτλος Μαθήματος: Μαθηματική Ανάλυση Ενότητα Β. Διαφορικός Λογισμός

Μαθηματικά και Φυσική με Υπολογιστές

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα ΣΗΜΑΤΑ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ. Ενότητα : ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ Ζ (ΖTransform)

Μαγνητικά Υλικά Υπεραγωγοί

Μαθηματικά και Φυσική με Υπολογιστές

Λογισμός 4 Ενότητα 10

Αιολική Ενέργεια & Ενέργεια του Νερού

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Λογισμός 3. Ενότητα 16: Θεώρημα Αντιστροφής. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών

Εκκλησιαστικό Δίκαιο. Ενότητα 10η: Ιερά Σύνοδος της Ιεραρχίας και Διαρκής Ιερά Σύνοδος Κυριάκος Κυριαζόπουλος Τμήμα Νομικής Α.Π.Θ.

Κλασική Ηλεκτροδυναμική Ι

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 9: Κίνηση Σε Πολικές Συντεταγμένες. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Λογισμός 4 Ενότητα 13

Κλασική Ηλεκτροδυναμική Ι

Μικροοικονομική Ανάλυση Ι

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης. Λογισμός 3 Ασκήσεις. Μιχάλης Μαριάς Τμήμα Α.Π.Θ.

Μαθηματικά Διοικητικών & Οικονομικών Επιστημών

Μαθηματικά και Φυσική με Υπολογιστές

Τίτλος Μαθήματος: Μαθηματική Ανάλυση Ενότητα Γ. Ολοκληρωτικός Λογισμός

Τίτλος Μαθήματος: Μαθηματική Ανάλυση Ενότητα Β. Διαφορικός Λογισμός

ΓΡΑΜΜΙΚΟΣ & ΔΙΚΤΥΑΚΟΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ

~ 1 ~ ΜΙΓΑΔΙΚΟΣ ΛΟΓΙΣΜΟΣ & ΟΛΟΚΛΗΡΩΤΙΚΟΙ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΙ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΥ 2013 ΛΥΣΕΙΣ ΤΩΝ ΘΕΜΑΤΩΝ

Η Γεωμετρία της Αντιστροφής Η βασική θεωρία. Αντιστροφή

Λογισμός 4 Ενότητα 17

Γραμμική Άλγεβρα και Μαθηματικός Λογισμός για Οικονομικά και Επιχειρησιακά Προβλήματα

Μαθηματική Ανάλυση Ι

Transcript:

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Μιγαδικός λογισμός και ολοκληρωτικοί Μετασχηματισμοί ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΕΙΣ Διδάσκων : Επίκ. Καθ. Κολάσης Χαράλαμπος

Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς.

[23] Λήμμα Jordan Έστω ότι όλα τα ανώμαλα σημεία της συνάρτησης f( z ) στο άνω i ημιεπίπεδο κείνται κάτω από το ημικύκλιο C R με z = Re θ, θ π. Αν επί πλέον για όλα τα z πάνω στο C R υπάρχει σταθερά M R με lim M = και τέτοια ώστε f( z) MR, τότε θα έχουμε R + R iaz lim f ( z) e dz = όπου a >. (7.1) R + CR 3 η Περίπτωση: Ολοκληρώματα της μορφής 2π f(sin θ,cos θ) dθ (7.11) όπου f (sin θ,cos θ ) είναι μια συνάρτηση των cosθ και sinθ. Τα ολοκληρώματα αυτά μπορούν να υπολογισθούν με την μετατροπή τους σε ένα δρομικό ολοκλήρωμα i πάνω στον μοναδιαίο κύκλο C με κέντρο την αρχή των αξόνων: z = e θ, με θ 2π. Όταν η θ μεταβάλλεται στο διάστημα [, 2 π ] η μεταβλητή z διαγράφει προφανώς στο μιγαδικό επίπεδο τον μοναδιαίο κύκλο C που έχει κέντρο την αρχή των αξόνων. Εξ άλλου, από τον τύπο του Euler προκύπτει ότι 1 1 cos z z, sin z z + θ = θ = (7.12) 2 2i ενώ dθ = dz / iz. Εισάγοντας αυτές τις τιμές στο προς υπολογισμό πραγματικό ολοκλήρωμα βλέπουμε ότι αυτό δεν είναι τίποτα άλλο παρά η παραμετρική έκφραση (με παράμετρο το θ ) ενός δρομικού ολοκληρώματος κατά την θετική φορά πάνω στον μοναδιαίο κύκλο C 1 1 2π z z z + z dz f(sin θ,cos θ) dθ = f, 2i 2 iz C Αν η συνάρτηση f (sin θ, cos θ ) είναι μια ρητή συνάρτηση των cosθ και sinθ τότε και η συνάρτηση f z κάτω από το ολοκλήρωμα στο δεξί μέλος της (7.13) θα είναι μια ρητή συνάρτηση της ανεξάρτητης μεταβλητής z. Σε αυτή την περίπτωση ο υπολογισμός του ολοκληρώματος πάνω στον βρόχο C είναι εύκολος αρκεί να χρησιμοποιήσουμε το θεώρημα των ολοκληρωτικών αφού πρώτα εντοπίσουμε τους πόλους της συνάρτησης f z οι οποίοι περικλείονται από τον C. (7.13) 8. ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΕΙΣ Η γραμμική απεικόνιση Η γενική μορφή μιας γραμμικής απεικόνισης ( ή γραμμικού μετασχηματισμού όπως αλλιώς λέγεται) είναι η w f ( z) = az + b (8.1) Χ. Κολάσης. Χειμερινό εξάμηνο ακαδημαϊκού έτους 213-214

[24] όπου a και b μιγαδικές σταθερές με την a διάφορη του μηδενός. Αν Ο είναι η αρχή των αξόνων στο μιγαδικό επίπεδο, η γραμμική απεικόνιση (8.1) μπορεί να θεωρηθεί εν γένει ως η σύνθεση των ακόλουθων επίπεδων γεωμετρικών μετασχηματισμών: 1) Μιας περιστροφής κέντρου Ο και γωνίας arg a 2) Μιας ομοιοθεσίας 3 κέντρου Ο και λόγου a 3) Μιας παράλληλης μετατόπισης κατά το διάνυσμα με συνιστώσες ( Re b, Im b ) Επειδή η γραμμική απεικόνιση αποτελείται από τους ανωτέρω μετασχηματισμούς είναι προφανές ότι η εικόνα ενός οποιουδήποτε σχήματος είναι ένα σχήμα όμοιο με το αρχικό. Ειδικότερα, οι ευθείες απεικονίζονται σε ευθείες και οι κύκλοι σε κύκλους. Η απλότητα αυτής της απεικόνισης κάνει πιο βολικό για την σχηματική της περιγραφή να χρησιμοποιούμε αντί δύο επίπεδα μόνο το z-επίπεδο πάνω στο οποίο σχεδιάζουμε και την εικόνα του αρχικού αντικειμένου. Η απεικόνιση w= 1/ z. Η απεικόνιση w= 1/ z είναι η σύνθεση μιας αντιστροφής 4 κέντρου Ο και δύναμης 1 και μιας ανάκλασης ως προς τον πραγματικό άξονα (βλέπε Σχ. 8.1). y Z O w 1 x Σχήμα 8.1 Εύκολα αποδεικνύεται ότι η απεικόνιση w= 1/ z απεικονίζει κύκλους ή ευθείες του μιγαδικού επιπέδου σε κύκλους ή ευθείες και ειδικότερα ότι: 1) Ένας κύκλος ( a ) που δεν περνάει από την αρχή ( d ) στο z-επίπεδο απεικονίζεται σε ένα κύκλο που δεν περνάει από την αρχή στο w-επίπεδο. 3 Στην Ευκλείδια Γεωμετρία ο σημειακός μετασχηματισμός που στο τυχόν σημείο M αντιστοιχεί το σημείο M επί της ευθείας ΟΜ (όπου Ο είναι ένα σταθερό σημείο του χώρου) τέτοιο ώστε OM = kom αριθμός. k λόγος ομοιοθεσίας. Στην ειδική περίπτωση που k = 1έχουμε ένα ταυτοτικό μετασχηματισμό ενώ όταν k = 1 έχουμε συμμετρία με κέντρο το Ο. λέγεται ομοιοθεσία. Το σημείο Ο λέγεται κέντρο της ομοιοθεσίας και ο πραγματικός 4 Στην Ευκλείδεια Γεωμετρία ο σημειακός μετασχηματισμός που στο τυχόν σημείο M αντιστοιχεί το σημείο M επί της ευθείας OM (όπου O ένα σταθερό σημείο του χώρου) τέτοιο ώστε 2 OM = kom / OM λέγεται αντιστροφή κέντρου (ή πόλου) O και δύναμης k. Χ. Κολάσης. Χειμερινό εξάμηνο ακαδημαϊκού έτους 213-214

[25] 2) Ένας κύκλος ( a ) που περνάει από την αρχή ( d = ) στο z-επίπεδο απεικονίζεται σε μία ευθεία που δεν περνάει από την αρχή στο w-επίπεδο. 3) Μία ευθεία ( a = ) που δεν περνάει από την αρχή ( d ) στο z-επίπεδο απεικονίζεται σε ένα κύκλο που περνάει από την αρχή στο w-επίπεδο. 4) Μία ευθεία ( a = ) που περνάει από την αρχή ( d = ) στο z-επίπεδο απεικονίζεται σε μία ευθεία που περνάει από την αρχή στο w-επίπεδο. Η διγραμμική απεικόνιση Η διγραμμική απεικόνιση η οποία λέγεται συχνά και μετασχηματισμός Mobius ή και ομογραφικός μετασχηματισμός ορίζεται από τον τύπο az + b w T ( z) =, με ad bc, (8.2) cz + d όπου abcd,,, είναι μιγαδικές σταθερές. Αν c = η T( z ) εκφυλλίζεται σε μια γραμμική απεικόνιση. Αν c εύκολα διαπιστώνουμε ότι ο ορισμός (8.2) μπορεί να γραφεί και στην μορφή a bc ad 1 w = +, ad bc, (8.3) c c cz + d στην οποία είναι εμφανής η αναγκαιότητα του περιορισμού ad bc. Όταν ο περιορισμός αυτός δεν ικανοποιείται η T( z ) εκφυλλίζεται στην σταθερή απεικόνιση w= a/ c. Από την (8.3) εύκολα διαπιστώνουμε ότι η διγραμμική απεικόνιση συντίθεται από τις ακόλουθες γνωστές μας απεικονίσεις: 1 a bc ad Z = cz + d, W =, w = + W, (8.4) Z c c όπου βέβαια c και ad bc. Επειδή καθεμιά από αυτές τις τρεις επί μέρους απεικονίσεις απεικονίζει κύκλους ή ευθείες σε κύκλους ή ευθείες είναι φανερό ότι και η γενική διγραμμική απεικόνιση (8.2) θα έχει την ίδια ιδιότητα. Μια σημαντική ιδιότητα της διγραμμικής απεικόνισης (8.2) είναι ότι διατηρεί τον διπλό λόγο. Ο διπλός λόγος cr( z1, z2; z3, z 4) τεσσάρων διάφορων μεταξύ τους σημείων z 1, z 2, z 3, z 4 ορίζεται ως εξής: z3 z1 z4 z1 ( z3 z1)( z4 z2) cr( z1, z2; z3, z4) = z z z z ( z z )( z z ) 3 2 4 2 3 2 4 1 (8.5) Σύμμορφες απεικονίσεις Μια συνάρτηση w= f( z) με πεδίο ορισμού το χωρίο Δ του μιγαδικού επιπέδου λέμε ότι ορίζει μία σύμμορφη απεικόνιση στο σημείο z Δ αν η f( z ) είναι αναλυτική στο z και f ( z). Αν η w= f( z) είναι σύμμορφη σε κάθε σημείο του Δ τότε λέγεται σύμμορφη απεικόνιση στο Δ. Χ. Κολάσης. Χειμερινό εξάμηνο ακαδημαϊκού έτους 213-214

[26] Μια απεικόνιση w= f( z) σύμμορφη σε ένα χωρίο Δ ορίζει μια αμφιμονοσήμαντη αντιστοιχία ανάμεσα στα σημεία του Δ και στα σημεία της εικόνας Δ του Δ στο w-επίπεδο. Μια σημαντική ιδιότητα της σύμμορφης απεικόνισης από την οποία έχει πάρει και το όνομά της είναι ότι διατηρεί τις γωνίες. Έστω μια απεικόνιση w= f( z) η οποία είναι σύμμορφη σε ένα χωρίο Δ στο εσωτερικό του οποίου υπάρχει μια ομαλή καμπύλη C η οποία έστω ότι διέρχεται από το σημείο z Δ. Η δράση της σύμμορφης απεικόνισης στο z πάνω στην καμπύλη C έχει σαν συνέπεια την περιστροφή της εφαπτομένης της στο z (και επομένως την περιστροφή της ίδιας της καμπύλης στο z ) κατά γωνία στροφής ίση με ψ = arg f ( z ). (8.6) Ας θεωρήσουμε τώρα δύο ομαλές καμπύλες C 1 και C 2 (σχήμα 8.2) που τέμνονται στο σημείο z σχηματίζοντας μεταξύ τους γωνία α. Τότε οι εικόνες τους C 1 και C 2 μέσω της απεικόνισης w= f( z) θα σχηματίζουν την ίδια γωνία α στο σημείο w = f( z ). O x Σχήμα 8.2 O Η ποσότητα f ( z) λέγεται συντελεστής κλίμακας στο σημείο z. Σε μια αρκούντως μικρή γειτονιά του z μπορούμε κατά προσέγγιση να γράψουμε f( z) f( z) f ( z) z z. (8.7) Όταν f ( z) >1 έχουμε διαστολή ενώ όταν f ( z) <1 έχουμε συστολή. Τέλος, ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν και τα σταθερά σημεία μιας απεικόνισης. Αυτά είναι τα σημεία που έχουν σαν εικόνα τον εαυτό τους. Δηλαδή είναι τα σημεία z που ικανοποιούν την εξίσωση z = f( z ). (8.8) Μια πολύ σημαντική εφαρμογή της σύμμορφης απεικόνισης είναι η χρήση της για την επίλυση δισδιάστατων προβλημάτων Dirichlet. Χ. Κολάσης. Χειμερινό εξάμηνο ακαδημαϊκού έτους 213-214

Τέλος Ενότητας

Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.

Σημειώματα

Σημείωμα Ιστορικού Εκδόσεων Έργου Το παρόν έργο αποτελεί την έκδοση 1.. Έχουν προηγηθεί οι κάτωθι εκδόσεις: Έκδοση 1. διαθέσιμη εδώ. http://ecourse.uoi.gr/course/view.php? id=1348.

Σημείωμα Αναφοράς Copyright Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων, Διδάσκων : Επίκ. Καθ. Κολάσης Χαράλαμπος. «Μιγαδικός λογισμός και ολοκληρωτικοί Μετασχηματισμοί. ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΕΙΣ». Έκδοση: 1.. Ιωάννινα 214. Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: http://ecourse.uoi.gr/course/view.php?i d=1348.

Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά Δημιουργού - Παρόμοια Διανομή, Διεθνής Έκδοση 4. [1] ή μεταγενέστερη. [1] https://creativecommons.org/licenses/ by-sa/4./.