z k z + n N f(z n ) + K z n = z n 1 2N

Σχετικά έγγραφα
u x = 2uu y u y = 0 ϕ x = x t h (t), ϕ xx = x2 t 3 h (t) και ϕ y = y t h (t), ϕ yy = y2 t 3 h (t). t 2 h (t) + x2

(i) f(x, y) = xy + iy (iii) f(x, y) = e y e ix. f(z) = U(r, θ) + iv (r, θ) ; z = re iθ

ΠΑΡΟΡΑΜΑΤΑ ΕΚΔΟΣΗ 12 ΜΑΡΤΙΟΥ 2018

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

= df. f (n) (x) = dn f dx n

n sin 1 n. 2 n n+1 6 n. = 1. = 1 2, = 13 4.

Μιγαδικός λογισμός και ολοκληρωτικοί Μετασχηματισμοί

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΔΑΣΟΛΟΓΙΑΣ

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

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

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

Τύπος TAYLOR. f : [a, b] R f (n 1) (x) συνεχής x [a, b] f (n) (x) x (a, b) ξ μεταξύ x και x 0. (x x 0 ) k k! f(x) = f (k) (x 0 ) + R n (x)

I = 1. cos z. dz = = 1 z 2 cos z + 2z sin z + 2 cos z 2. z(z π) 3 dz. f(re iθ. f(z)

AkoloujÐec sunart sewn A. N. Giannakìpouloc, Tm ma Statistik c OPA

Αόριστο ολοκλήρωμα. επαληθεύει την παραπάνω ισότητα.

Μιγαδική ανάλυση Μέρος Β Πρόχειρες σημειώσεις

~ 1 ~ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΥ 2014 ΛΥΣΕΙΣ ΤΩΝ ΘΕΜΑΤΩΝ

ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΥ 2011 ΛΥΣΕΙΣ ΤΩΝ ΘΕΜΑΤΩΝ

ΜΙΓΑ ΙΚΟΣ ΛΟΓΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΟΛΟΚΛ. ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΙ ΓΡΑΠΤΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΥ 2010 ΛΥΣΕΙΣ ΤΩΝ ΘΕΜΑΤΩΝ

Μέϑοδοι Εφαρμοσμένων Μαϑηματιϰών (ΜΕΜ 274) Φυλλάδιο 2

v y = 12x 2 y + 4y v(x, y) = 6x 2 y 2 + y 4 + y + c(x). f(z) = u(z, 0) + iv(z, 0) = z + i(z 4 + c), f(z) = iz 4 + z i.

Για την κατανόηση της ύλης αυτής θα συμβουλευθείτε επίσης το: βοηθητικό υλικό που υπάρχει στη

1 Σύντομη επανάληψη βασικών εννοιών

Κεφάλαιο 3 ΠΑΡΑΓΩΓΟΣ. 3.1 Η έννοια της παραγώγου. y = f(x) f(x 0 ), = f(x 0 + x) f(x 0 )

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

= 1. z n 1 = z z n = 1. f(z) = x 0. (0, 0) = lim

ΑΝΑΛΥΣΗ ΙΙ- ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΙ ΦΥΛΛΑΔΙΟ 1/2012

ΜΑΣ002: Μαθηματικά ΙΙ ΑΣΚΗΣΕΙΣ (για εξάσκηση)

Μιγαδική ανάλυση Μέρος Α Πρόχειρες σημειώσεις 1. Μιγαδικοί αριθμοί. ΤΕΤΥ Εφαρμοσμένα Μαθηματικά Μιγαδική Ανάλυση Α 1

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΙΙΙ ΒΑΣΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙ ΣΤΗ ΜΙΓΑ ΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ. Τύπος de Moivre Έστω ένας µιγαδικός αριθµός: Τότε. Ν-οστή ρίζα µιγαδικού

. Σήματα και Συστήματα

f(z) 1 + z a lim f (n) (0) n! = 1

APEIROSTIKOS LOGISMOS I

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 13: Μελέτη ΓΧΑ Συστημάτων με τον Μετασχηματισμό Laplace. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

Δείκτες Poincaré και Θεώρημα Frommer

Ασκήσεις Μαθηµατικών Μεθόδων Φυσικής Ι

ΑΟΡΙΣΤΟ ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΑ 1. ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ

Γ. Ν. Π Α Π Α Δ Α Κ Η Σ Μ Α Θ Η Μ Α Τ Ι Κ Ο Σ ( M S C ) ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΛΥΜΕΝΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ. ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ: Σπουδές στις Φυσικές Επιστήμες

Εργασία 2. Παράδοση 20/1/08 Οι ασκήσεις είναι βαθμολογικά ισοδύναμες

Ψηφιακή Επεξεργασία Σημάτων

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ο ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ, ΤΡΙΓΩΝΟΜΕΤΡΙΑ( FUNCTIONS,TRIGONOMETRY)

Πανεπιστήµιο Κρήτης - Τµήµα Επιστήµης Υπολογιστών. Απειροστικός Λογισµός Ι. ιδάσκων : Α. Μουχτάρης. Απειροστικός Λογισµός Ι - 3η Σειρά Ασκήσεων

Homework#13 Trigonometry Honors Study Guide for Final Test#3

~ 1 ~ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΥ 2012 ΛΥΣΕΙΣ ΤΩΝ ΘΕΜΑΤΩΝ. αν ικανοποιούνται τα ακόλουθα:

). Πράγματι, στο διάστημα [ x, x 1 2 ικανοποιεί τις προϋποθέσεις του Θ.Μ.Τ. Επομένως, υπάρχει ξ x 1,

ΣΥΓΚΛΙΣΗ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ: Ορισμός Cauchy

mail:

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ Πρόοδος 18/4/2018 Διδάσκων: Ι. Λυχναρόπουλος

Λύσεις Εξετάσεων Φεβρουαρίου Ακ. Έτους

ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΥ 2014 ΛΥΣΕΙΣ ΤΩΝ ΘΕΜΑΤΩΝ

f (x) dx = f (x) + c a f (x) f (x) cos 2 (f (x)) f (x) dx = tan(f (x)) + c 1 sin 2 (f (x)) f (x) dx = cot(f (x)) + c e f (x) f (x) dx = e f (x) + c

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ 4ο Σετ Ασκήσεων (Λύσεις) Διπλά Ολοκληρώματα Επιμέλεια: Ι. Λυχναρόπουλος

Μιγαδικός λογισμός και ολοκληρωτικοί Μετασχηματισμοί

Μαθηματικά για μηχανικούς ΙΙ ΑΣΚΗΣΕΙΣ

ΑΝΑΛΥΣΗ 2. Μ. Παπαδημητράκης.

ΜΑΣ002: Μαθηματικά ΙΙ ΑΣΚΗΣΕΙΣ (για εξάσκηση)

Παράγωγος Συνάρτησης. Ορισμός Παραγώγου σε ένα σημείο. ΠΑΡΑΓΩΓΟΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ σε ένα σημείο ξ είναι το όριο (αν υπάρχει!) f (ξ) = lim.

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ Εξέταση Σεπτεμβρίου 25/9/2017 Διδάσκων: Ι. Λυχναρόπουλος

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 7: Μετασχηματισμός Fourier. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

ΛΥΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΓΕΝΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ. Τμήμα Φαρμακευτικής ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Λυμένες Ασκήσεις & Λυμένα Θέματα Εξετάσεων

Γενικά Μαθηµατικά Ι Θέµατα Ιανουαρίου 2015

Μερικές Διαφορικές Εξισώσεις

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Μαθηματικά για μηχανικούς ΙΙ ΛΥΣΕΙΣ/ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ

ΑΝΑΛΥΣΗ 2. Μ. Παπαδημητράκης.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ΓΕΝΝΗΤΡΙΕΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ

Ολοκληρώματα. Κώστας Γλυκός ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΣ. Ασκήσεις για ΑΕΙ και ΤΕΙ. Kglykos.gr. σε Ολοκληρώματα. τεχνικές. 108 ασκήσεις. εκδόσεις.

Δηλαδή η ρητή συνάρτηση είναι πηλίκο δύο ακέραιων πολυωνύμων. Επομένως, το ζητούμενο ολοκλήρωμα είναι της μορφής

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ 2012

7 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ z

 = 1 A A = A A. A A + A2 y. A = (A x, A y ) = A x î + A y ĵ. z A. 2 A + A2 z

Σήματα και Συστήματα

Μαθηματική Ανάλυση Ι

ΑΝΑΛΥΣΗ ΙΙ- ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΙ ΦΥΛΛΑΔΙΟ 1/ Στον Ευκλείδειο χώρο ορίζουμε τις νόρμες: 0 2 xx, που ισχύει.

Μεταπτυχιακή Μιγαδική Ανάλυση. Έβδομο φυλλάδιο ασκήσεων, Παραδώστε λυμένες τις 4, 9, 15, 19, 24 και 28 μέχρι

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

Μιγαδικός λογισμός και ολοκληρωτικοί Μετασχηματισμοί

f (x + h) f (x) h f (x) = lim h 0 f (z) f (x) z x df (x) dx, df dy dx,

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. z x y 2xyi. Re z x y. Θα δείξουμε ότι για τους μιγαδικούς αριθμούς z για τους οποίους ισχύει ότι. z z zz. zz zz z z 1 0 z z 1 (1)

Έντυπο Yποβολής Αξιολόγησης ΓΕ

4.1 Το αόριστο ολοκλήρωµα - Βασικά ολοκληρώ-

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥ ΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Ι ΕΡΓΑΣΙΑ 6 ΛΥΣΕΙΣ

ΛΟΓΙΣΜΟΣ Συναρτήσεων µιας Μεταβλητής

Γιάνναρος Μιχάλης. 9x 2 t 2 7dx 3) 1 x 3. x 4 1 x 2 dx. 10x. x 2 x dx. 1 + x 2. cos 2 xdx. 1) tan xdx 2) cot xdx 3) cos 3 xdx.

dx cos x = ln 1 + sin x 1 sin x.

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά - Σημειώσεις

Ασκήσεις Γενικά Μαθηµατικά Ι Οµάδα 6 (λύσεις)

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

ΣΧΟΛΗ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ- ΦΥΛΛΑΔΙΟ 1(ΑΝΑΛΥΣΗ)

ΛΥΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΓΕΝΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ

Να εξετάσετε αν είναι συναρτήσεις πυκνότητας πιθανότητας, κι αν είναι να υπολογίσετε τη συνάρτηση κατανομής πιθανότητας F x (x).

Έντυπο Yποβολής Αξιολόγησης ΓΕ

Όταν η s n δεν συγκλίνει λέμε ότι η σειρά αποκλίνει.

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Τμήμα Πληροφορικής & Επικοινωνιών Σήματα και Συστήματα

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΗ ΤΕΛΙΚΗ ΕΞΕΤΑΣΗ 3 Ιουλίου 2010

ΜΙΓΑΔΙΚΟΣ ΛΟΓΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΟΛΟΚΛ. ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΙ ΓΡΑΠΤΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΙΟΥΝΙΟΥ 2010 ΛΥΣΕΙΣ ΤΩΝ ΘΕΜΑΤΩΝ

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ 5ο Σετ Ασκήσεων (Λύσεις) Διανυσματικά Πεδία Επικαμπύλια Ολοκληρώματα Επιμέλεια: Ι. Λυχναρόπουλος

Παράρτημα Αʹ. Ασκησεις. Αʹ.1 Ασκήσεις Κεϕαλαίου 1: Εισαγωγή στη κβαντική ϕύση του ϕωτός.

Transcript:

Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας Εφαρμοσμένα Μαθηματικά 6..5 Λύσεις Σειράς Ασκήσεων Άσκηση (α) Έστω z το όριο της ακολουθίας z n, δηλ. για κάθε ɛ > υπάρχει N(ɛ) ώστε z n z < ɛ για n > N. Για n > N(ɛ), είναι z n z = n n (z k z) < n k= N k= z k z + n N n ɛ < ɛ, αν n > ɛ N(ɛ) k= z k z Επομένως, z n z. Το αντίστροφο δεν ισχύει, αφού π.χ., η ακολουθία z n = ( ) n+ δεν συγκλίνει, ενώ η z n = ( ( ) n )/n. (β) Αν η σειρά n z n συγκλίνει, είναι z n, υπάρχει N(δ) ώστε z n < δ για n > N. Για n > N(δ), παίρνουμε f(z n ) n= N f(z n ) + K n= n=n+ z n < Για f(z) = z, είναι f(z) < z για z <, n z n < n z n <. Το αντίστροφο δεν ισχύει, αφού π.χ., n /n < ενώ n /n =. (γ) Η ακτίνα σύγκλισης της δυναμοσειράς n zn /n είναι lim n n n =. Για z, είναι z n n n < και N z n n z n n = z n n n N n= n= n= n= n=n+ n=n+ Η ακτίνα σύγκλισης της δυναμοσειράς n zn /(n+), είναι lim n n n+ =. Για z (, ), είναι N z n n+ z n N n+ z n n+ N z n N z n=n για κάθε N υπάρχει z(n), με z(n) <, ώστε ( N ) zn /(n+) > /4. Η σειρά n= zn /n = n= z n /n συγκλίνει για z ή z, η σειρά ( n= + n= ) zn /n συγκλίνει μόνο για z =. (δ) (i) Η σειρά n= x n με x n = ( ) n /n, συγκλίνει αλλά όχι απόλυτα. Για την αναδιάταξή της y = (x, x 3, x,..., x 4k 3, x 4k, x k,...), είναι 3N n= y n = N k= N k k= N k = x n + n= N n=n+ n=n /N (n /)/N N n= dx x n + x (ii) Για x n = y n = ( ) n / n+, η σειρά n x n = n y n συγκλίνει αλλά όχι απόλυτα, και n n z n = k+ n k+ n/ + z n k= k= (iii) Η ακολουθία των συνεχών συναρτήσεων f n (z) = min{ z n, }, συγκλίνει στη συνάρτηση f(z) = ( z <, z ), η οποία δεν είναι συνεχείς στο μοναδιαίο κύκλο. Η σύγκλιση δεν είναι ομοιόμορφη, αφού για κάθε n είναι f n (z) f(z) = z n > / για n / < z <. (iv) Η ακολουθία των συναρτήσεων f n (z) = (n z z < /n, /z z /n), συγκλίνει στη συνάρτηση f(z) = ( z =, /z z ), αλλά όχι ομοιόμορφα. Για = [, ], είναι f n (z) dz = + dx x = + ln n /n (v) Από το ερώτημα (γ), η ακολουθία f n (z) = n k= zk /k συγκλίνει ομοιόμορφα στην κλειστή και φραγμένη περιοχή z, ενώ η ακολουθία f n(z) = n k= zk /k δεν συγκλίνει για z =.

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά Άσκηση (α) Για συντομία, θέτουμε φ z = φ x + φ j y, ή πιο συνοπτικά D z = D x jd y, και DzD z = Dx + Dy. Από τις εξισώσεις auchy-iemann, παίρνουμε f (z) = D z u = jd z v και Dz f = Dz D zu =. Από τους κανόνες παραγώγισης D x = D x u D u +D x v D v και D y = D y u D u +D y v D v, προκύπτει D z = D z u D u + D z v D v = f D f, D zd z = D zf D f + f D zd f = f D fd f Επομένως, D x φ jd y φ = f (z) D u φ jd v φ και Dxφ + Dyφ = f (z) (Duφ + Dvφ). Χρησιμοποιώντας τις σχέσεις Du u = Dv v = και Dv u = Du v =, παίρνουμε (D x + D y) u = f (z) (D u + D v) u = f (z), (D x + D y) (u +v ) = 4 f (z) Από τις σχέσεις D xφ + D yφ = f (z) (D uφ + D vφ) και f (z), παίρνουμε D xφ + D yφ = D uφ + D vφ = (β) (i) Αναπτύσσοντας τον αριθμητή σε δυνάμεις του (z+), παίρνουμε z (z+) = (z+) (z+) = (z+) + z+ (ii) Παραγοντοποιώντας τον παρονομαστή και αναπτύσσοντας σε απλά κλάσματα, παίρνουμε f(z) = z4 + 4z 3 + 4z z 3 + z z = z4 + 4z 3 + 4z 9/4 (z+) = (z+3) + (z ) z /4 z+ / (z+) Χρησιμοποιώντας τα αναπτύγματα Taylor z+ = / + (z )/ = παίρνουμε το ανάπτυγμα Laurent (z ) n ( ) n, ( ) (z+) = = z+ 4 f(z) = 9/4 z + 5 4 + 9 6 (z ) 8 n= (n+) (z ) n ( ) n, z < n+ ( ) n (z )n, < z < (iii) Χρησιμοποιώντας το παραπάνω ανάπτυγμα σε απλά κλάσματα και το ανάπτυγμα Taylor παίρνουμε το ανάπτυγμα Laurent f(z) = z = / (z+)/ = (z+) 4 (iv) Το ανάπτυγμα Laurent είναι z sin z = n= c n z n, c n = es z= (z+) n n, z+ < z+ + 7 8 + 7 6 (z+) 9 8 f(z) z n+ = (n+)! (z+) n n= d n+ dz n+ z= n, < z+ < z (z ) sin z Χρησιμοποιώντας το όριο sin(z)/z για z, οι πρώτοι συντελεστές είναι c = c =, c = c = 3, c = c 3 = 5,..., < z < π

Λύσεις Σειράς Ασκήσεων 3 (v) Το ανάπτυγμα Laurent είναι sin πz = k= c k (z n) k, c k = d k+ (k+)! dz k+ z=n Χρησιμοποιώντας τη σχέση sin π(z+n) = ( ) n sin πz, παίρνουμε c k = ( ) n π k c k, c k = (k+)! d k+ dz k+ z= z sin z (vi) Με διαίρεση δυναμοσειρών, παίρνουμε το ανάπτυγμα Taylor Επομένως, z cot z = z n sin πz, < z n < c =, c = 6, c 3 = 7 36,... cos z sin z/z = z /! + z 4 /4!... z /3! + z 4 /5!... = z 3 z4 45..., z < π cot πz = cot π(z n) = π(z n) π(z n) π3 (z n) 3..., < z n < 3 45 (γ) Από τους ορισμούς των τριγωνομετρικών συναρτήσεων, παίρνουμε cosh jz = ejz + e jz cosh z sinh z = (cosh z + sinh z) (cosh z sinh z) = e z e z = cos z + sin z = (cos z + j sin z) (cos z j sin z) = e jz e jz = = cos z, sinh jz = ejz e jz cosh z = (cosh x + sinh x) ejy + (cosh x sinh x) e jy sinh z = (cosh x + sinh x) ejy (cosh x sinh x) e jy tanh z = (ez e z ) (e z + e z ) (e z + e z ) (e z + e z ) = ez+z e z z + e z z e z+z e z+z + e z z + e z z + e z+z cos z = cosh( y+jx) = cosh y cos x j sinh y sin x sin z = j sinh(y jx) = cosh y sin x + j sinh y cos x tan z = j tanh(y jx) = = j sin z, tanh jz = j sin z cos z = j tan z sin x + j sinh y cos x + cosh y = cosh x cos y + j sinh x sin y = sinh x cos y + j cosh x sin y cosh z = cosh x cos y + sinh x sin y = cosh x sin y sinh z = cosh x sin y + sinh x cos y = cosh x cos y = sinh x + j sin y cosh x + cos y cos z = cosh( y+jx) = cosh y sin x, sin z = sinh( y+jx) = cosh y cos x (δ) Από τους ορισμούς των υπερβολικών τριγωνομετρικών συναρτήσεων, παίρνουμε sinh z = w e z e z = w e z = w + w + z = ln(w + w +) cosh z = w e z + e z = w e z = w + w z = ln(w + w ) tanh z = w e z = w (e z + ) e z = + w w z = ln + w w Η συναρτήσεις z και ln z έχουν σημείο διακλάδωσης στο z =. Η συνάρτηση sinh έχει σημεία διακλάδωσης στα w + = w = ±j και w + w + = =. Η συνάρτηση cosh έχει σημεία διακλάδωσης στα w = w = ± και w + w = =. Η συνάρτηση tanh έχει σημείο διακλάδωσης στο w =.

4 Εφαρμοσμένα Μαθηματικά Άσκηση 3 (α) (i) Οι πόλοι z k = j k e jπ/4, k=,,, 3, βρίσκονται στο εσωτερικό της καμπύλης z =, επομένως es z=z k z 4 + = k k z k z k = z 3 k ( j)(+)(+j) = z k 4, z = dz 3 z 4 + = jπ z k 4 = (ii) Οι πόλοι z k = j k, k =,,, 3, βρίσκονται στο εσωτερικό της καμπύλης z =, επομένως z 3 es z=z k z 4 = k k z = z k z k z k = ( j)(+)(+j) = 4, z = k= z 3 3 z 4 dz = jπ 4 = jπ (iii) Ο διπλός πόλος βρίσκεται στο εσωτερικό της καμπύλης ολοκλήρωσης, επομένως dz = jπ es (z )(z ) z= (z )(z ) = jπ d dz z = jπ z= (iv) Με αλλαγή μεταβλητής z /z, παίρνουμε z n e /z dz = z = z = e z dz = jπ zn+ (n+)! d n+ dz n+ e z = jn+ π (n+)! z= (v) Οι πόλοι z k = +k, k= n,..., n, βρίσκονται στο εσωτερικό της καμπύλης z =n, επομένως z z es tan πz = lim k z=z k zz k tan π(z z k ) = π, z =n tan πz dz = jπ n k= n k= π = j4n (β) Για ακτίνα >, ορίζουμε τις καμπύλες = [, ], = ej[,π], και =. (i) Η f(z) = z/(z + 4z + 3) έχει πόλους στα z, = + 4 3 = ± j3. Για > z,, είναι π ( 4 3), es f(z) = d z z=z dz (z z z=z ) = (z z ) z (z z ) 3 = j 54 x dx (x + 4x + 3) = = jπ es f(z) = π z=z 7 (ii) Η f(z) = /(z + a ) έχει πόλους στα z, = ±ja. Για > a, είναι π ( a ), es f(z) = z=z d dz (z z z=z ) = (z z ) 3 = j 4a 3 dx (x + a ) = = jπ es f(z) = π z=z 4a 3 (iii) Η f(z) = z e jz /(z + a ) έχει πόλους στα z, = ±ja. Για > a, είναι π ( a ), es f(z) = d z ejz z=z dz (z z ) = (+jz ) e jz (z z ) z e jz (z z ) 3 = e a 4a z=z x sin x (x + a ) dx = = π es f(z) = π j z=z 4 a e a

Λύσεις Σειράς Ασκήσεων 5 (iv) Η f(z) = ( e jz )/z, για πραγματικό x γίνεται f(x) = ( sin x j sin x)/x. Για < r <, στο εσωτερικό της καμπύλης r = ( r ) ( r ), η f(z) είναι αναλυτική και π, jπ ( j) = π r r sin x x dx = lim = r lim = π r r r (v) Η f(z) = ln(z) ln( z)/(+z ), με τομή διακλάδωσης την ημιευθεία j[, ), για πραγματικό x γίνεται f(x) = (ln x jπ sign(x) ln x )/(+x ). Για < r < <, στο εσωτερικό της καμπύλης r = ( r) ( r ), η f(z) έχει πόλο στο σημείο j και (ln + π) π, (ln r+π) r πr r r και ln(j) ln( j) es f(z) = = π z=j j j8 ln x + x dx = lim r r π3 = jπ es = z=j 8 (vi) Η f(z) = z ln(z/j)/(+z ), με τομή διακλάδωσης την ημιευθεία j[, ), για πραγματικό x γίνεται f(x) = x (ln x j sign(x)π/)/(+x ). Για < r < <, στο εσωτερικό της καμπύλης r = ( r) ( r ), η f(z) έχει πόλο στο σημείο j και (ln + π/) ( ) π, r (ln r+π/) ( r ) πr r r και es f(z) = d z ln(z/j) z=j dz (z+j) = j4 z=j x ln x ( + x ) dx = lim = jπ es = π r z=j 4 r (γ) Για τα σημεία ζ της καμπύλης είναι (ζ z ) = r, = r ζ z (ζ z ) Από τον ορισμό του μιγαδικού ολοκληρώματος, η πρώτη σχέση γίνεται ισοδύναμα f(z ) = jπ f(ζ) (ζ z) = F (ζ) όπου F (ζ) = jπ ζ z f(ζ) (ζ z )(z z ) /r η οποία προκύπτει από τον τύπο ολοκληρώματος του auchy για τη συνάρτηση F (z). Η δεύτερη σχέση προκύπτει από την πρώτη και τον τύπο ολοκληρώματος του auchy για την f(z).

6 Εφαρμοσμένα Μαθηματικά (δ) Η πρώτη σχέση προκύπτει από τη δεύτερη με z = z, χρησιμοποιώντας την z k z = r / z k z. Σημείωση: ο δεύτερος όρος του δεξιά μέλους είναι πραγματικός αριθμός, αφού /j(ζ z ) = dθ. Η συνάρτηση f(z), με μηδενικά στα σημεία z,..., z n, μπορεί να γραφεί στη μορφή f(z) = F (z) n k= z z k z z k όπου η F (z) είναι αναλυτική και μη-μηδενική στην περιοχή z z r. Η συνάρτηση ln F (z) είναι αναλυτική στην ίδια περιοχή, και από το ερώτημα (γ), για z z < r, παίρνουμε ln F (z) + ln F (z ) = e ln F (ζ) jπ ζ z Για κάθε ζ, είναι ζ z k = (ζ z ) ζ z (z k z ) = (ζ z k ) (z z k ) ζ z k ζ z k = z z k r = z z k z z k Προσθέτοντας κατά μέλη, παίρνουμε ln z z k z z k = ln ζ z k jπ ζ z k ln F (z) + ln f(z ) = e jπ από την οποία προκύπτει η δεύτερη ζητούμενη σχέση. ζ z ln f(ζ) ζ z Άσκηση 4 (α) (i) Από τον τύπο ολοκληρώματος του auchy, παίρνουμε f(z) = {, z < jπ ζ z =, z > (ii) Για ζ είναι ζ = /ζ, επομένως f(z) = ζ jπ ζ z = jπ {, z < (ζ z) ζ = /z, z > (iii) Με απ ευθείας ολοκλήρωση, παίρνουμε f(z) = jπ ζ z = jπ ln(ζ z) = ζ= jπ ln z + z Η συνάρτηση f(z) έχει τομή διακλάδωσης την καμπύλη και είναι f( ) =, f() =. (iv) Για ζ(t) = jt, με t [, ], είναι ζ ζ z = t jdt jt z = jz f(z) = jπ t dt t +z = jz ln(t +z ) = jz ln z + t = z ζ ζ z = jπ ζ z ζ jπ ζ z = z j ln jπ z+j + z π ln(+z ) Η συνάρτηση f(z) έχει τομή διακλάδωσης την καμπύλη και είναι f( ) =, f() = 4 + ln π.