Главная » Просмотр файлов » А.К. Боярчук - Функции комплексного переменного - теория и практика

А.К. Боярчук - Функции комплексного переменного - теория и практика (1118159), страница 11

Файл №1118159 А.К. Боярчук - Функции комплексного переменного - теория и практика (А.К. Боярчук - Функции комплексного переменного - теория и практика) 11 страницаА.К. Боярчук - Функции комплексного переменного - теория и практика (1118159) страница 112019-05-09СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 11)

< Указанные равенства непосредственно следуют нз формулы (3) н свойств тригонометрических функций. Докажем равенство 2). По определению имеем е'чего = (соз(в+ ! з!и !р)(сов чу+ (з(п(З) = = (соз!рсоа гр — з!п(сз!луч)+ !(з!п у!сов гр+ сов(сз!пгр) = сов((с+ гр)+ !в!п(Ч!+ р) = е! о Показательная форма записи комплексного числа позволяет значительно упростить операции умно;кения и деления комплексных чисел.

Если л, т где*~', г; = )хл1, )г, Е Агкг, (у = 1,2), (5) то г!г! — — (г!гг)е !ч!~гг! — = — егсю (6) л! гг Таким образом, для вычисления произведения комплексных чисел нужно перемножить их модули и сложить аргументы, а при их делении модули дктпся и аргументы отнимаются. в 1. Комплексные числа в комплексная плоскость 29 Полезна (Ьармула лгуавра (1667 — 1754), которая является следствием формулы (3), или может быть установлена с помощью метода математической индукции: если х = (гсозу, гвпу), то табу( а = (гсоау~ гз!пу) = (г созпу, г 5!ппу).

П) Формула Муавра позволяет извлекать корни произвольной целой степени из комплексного числа. Пусть а = (г сову, гоп у) и требуется найти такое комплексное число а, = (г, сову„г, з|пугй чтобы з,'* = з, Тогда, в соответствии с формулой (7), (г", созау„г" ,згпау,) = (гаазу, г ага у). (8) Приравнивая друг другу модули и аргументы, имеем г~" = П пу~ = у+ 2йл, й Е У. Итак, г, = т/гР, у, = с~-„— "-. При й = О, и — ! получаем и разных значений: / „у+ 2(гл у+ 2йл Они лепят окружность радиуса "/~ на и дуг одинаковой длины.

Поле С не является упорядоченнзям В упорядоченном поле Г т(а Е Г, Ь Е Г) а +Ь = Ос.". а = 0 Л Ь = О. В поле С это условие не выполняется, например, ('+ 1' = О, однако ! у О, 1 у О. Отметим, что модуль комплексного числа !Д = хгГзз+ уз удовлетворяет аксиомам нормы (см. !ь2.5, гл.1). Выполнение аксиом 1) и 2) очевидно.

Рассмотрим на рис.10 треугольник с вершинами в точках О, ац а~+ г,. Длины его сторон равны: !хг~ (от 0 до а ), !л~) (от х, ло з, + аз), ~х~ + хз! (от х, + х, до О). Поскольку длина стороны треугольника не больше суммы длин двух других стран и не меньше абсолютной величины их разности, то (~з1! !а2!!» (з! ! а2! ~» 1а!1 + ~хз! Следовательно, модуль удовлетворяет и неравенству треугольника.

Таким образом, упорядоченная четверка Е = (С, +У ч ! !) является нормированным векторным пространством нал полем Рс. Оно превратится в метрическое пространство, если в нем )г(х~ Е С, хз Е С) метрику определить равенством (10) Р(аи зз) = ~х~ — хг~ (см.

и. 3.1, гл. 1). Множества натуральных, целых, рациональных, действительных и комплексных чисел, несмотря на их существенные различия, имеют много общих признаков, таких как коммутативность и ассоциативность операций сложения и умножения, дистрибутивность умножения относительно сложения, существование единичного элемента относительно операции умножения. Возникает вопрос: можно ли достичь новых результатов, расширяя понятие числа, чтобы упомян)тые общие признаки сохранились? Ответ на поставленный вопрос дает теорема Ф.

Фробениуса (1849 †!917), из которой следует, что поле С комплексных чисел является максимальным числовым полем и дальнейшее расширение понятия числа невозможно. 1.3. Стереогрвфпческвя проекция и ее свойства. Для нужд теории аналитических функций комплексную плоскость С дополняют бесконечна удаленной точкой, соответствующей условному комплексному числу оо. Множество С = С О (оо) называют расширенной комплексной иласиасмыа.

Для наглядного изобрюкения расширенной комплексной плоскости проведем специальное геометрическое построение. Введем в пространстве м~ систему координат 0696 так, чтобы плоскость С совпала с плоскостью м~ и чтобы оси 06 и 09 совпали с осями Ои и Оу комплексной плоскости з. Построим сферу а Радиуса -, с центром в точке !О, О, -,), которая касается комплексной плоскости в начале координат (Рис.

14). Точки (6, а, й) б Я удовлетворяют уравнению ( + г) = ((! О. (1) Гл. 2. Комплексные числа п фуикпии комплексного переменною 30 Реь. 14 Точку (О, О, 1) обозначим через ггг и будем соединять ее с различными точками сферы «'((, ц, (') прямолинейнымн лучами с началом в гУ и отмечать на каждом луче точку г = х+ гу встречи его с плоскостью С. Тогда все точки сферы, за исключением точки Л, спроекгируются на плоскость С. Этим установлено взаимно-однозначное соответствие г г' между множествами С и бт(Х). Если условимся, что г = сс Х, то получим взаимно однозначное соответствие между множествами С и э. Это соответствие называется стереографической проекцией, Сферу Я при этом называют сферой Римана. Установим связь между координатами точек г и г'.

Координаты точки г~ удовлетворяют уравнениюсферы (1), а условие, что точки г, г и з Г лежат на олной прямой, имеет внд ~-О 1-0 (-1 х — 0 у — 0 0 — 1 Следовательно (2) 1-(' Принимая во внимание (1) и (2), имеем !г! = х .1- у г з з С Ьц ( ьс)з откуда 1 (= —, 1-(= 1+ !г!з' !+ !г!з' Получаем обращение формул (2): у !г!' +(!" ' !+!! Соотношения (1), (2), (3) называются основныии формулами стереографической проекции.

Стереографическая проекния имеет два важныл свойства: 1) нри стереографической проекции окрухсности всегда переходят в окружности (лри этом прямая на плоскости С считается окружностью бесконечного радиуса); 2) если две кривые на сфере 5 пересекаются в точке М, а касательные к этим кривым в точке М образуют угол а, то и угол мело)у косатачьными к стереографической проекции этих кривых в тачке М' «х пересечения также равен а, т. е.

величины углов лри стереографической проекции сохраняются. Для большей наглядности изложенного выше воспользуемся географической терминологией. Плоскость, проходящая через нентр сферы параллельно плоскости й = О, называется эгсвоториальной. Согласно принятой терминологии, точка А б Я лежит но параллели с широтой р, если б 1.

Комплексные числа н компвексная плоскость 31 М Воспользуемся правилами действий над комплексными числами и равенством «« = !«~ . Получим: (1 — в)' (1 — в)(1 — в) 11+ в(1 21 2(1 -1- Зв) 1 + Зв 1 3 «2 = — = -+в-; 2 ~1 — 3»Р 5 5 5 «1=2 — + — =2 е'1 =2 е' =2; 12 2 ° »О во ( —; — ) ="(-;,'--::)'=":-'-' = = -2 е' 1 " = -2' (соз ( — + и) + в в!и ( — + х) ) = 2+ в2ь»3. М 2. Найти модули г и аргументы !л комплексных чисел а+ Ьв (а и Ь вЂ” действительные числа): «, = Зв; «1 — — — 2; «1 = 1 1- в! -1- в,' «1 =2+51; «в = 2 — 5в; «» = -2 + 51; «в = -2 — 51; «в = Ьв (Ь и 0); «ю = а + Ьв.

° а Под р понимаем главное значение; — и < а»8 «< х, агс189» — главнаЯ ветвь от — -', до —,. Определя~ь и легче, если нзобрюкать точку «на комплексной плоскости. Имеем Г»шв«11=3,9»1= 1! Г»ш(«»»=2.,В»»=Х' Гз=!«1»=Ъ2,Р»ш В,' ГВ=!«4»=Ъ2вув гв = !«4 = в» 29, Э»1 = агс»8 1; гв = ~«в| = и 29, у»в = — агс»8 1; г» = И = «29, вр» = »г — агс18-,; гв = !«в! = ч29, У»в = агс»8-', — »г; гв = («в!= |Ь(, Рв = —, в' — — 1 зйпь; гвв = («ве(=;»а'+Ь», рвв = агс18 -„, ь вг + агс18 —,, в агс»8 — — »г и а>0, а<о, ь>о, а < о, ь < о.

м 3. доказать, что в)! имеет следующие четыре значения й.- (1/2+ В»2+1~/2 — Ъ»2), ~- (Х/2- Р2+Втв»'2+э»2) . к+ы, де»ь —, э'« = соз.в — 4 — + вмп.» и —, Ь = О, 1, 2, 3. М Пусть « = в, тогда »4 = 1, аг8« = Э» = Получаем четыре различных значения корня: вг»г «е = соз — -1- в з(п— 8 9»г 9« к,, вг «1 = СЗ — +ВМП вЂ” = — СВМ вЂ” — Вйн —, 8 8 8 8' 5и , 5я Зи «1 = СОЗ вЂ” + ВЗ!П вЂ” = — СОБ— 8 8 8 13»г, 1За Зи «1 = Саз — + В В1П вЂ” = СО«в 8 8 8 Звг +вз!п— За — в йп —. 8 радиус-вектор О'А с началом в центре сферы 5 образует угол )» с экваториальной плоскостью, причем в верхней по отношению к этой плоскости части сферы р изменяется от 0 до —,, а в нюкней части сферы — от --", до О.

Точки сферы, имеющие одну и ту»ке широту р, образуют иараллель дан ной широты. Долм»»иойточки А(р, 9, () б Я называют а»8(9+19). Совокупность точек данной долготы Л образует иолумеридиаи этой долготы, Точка»в» называется сел«рным иолюсом, а начзло координат 0 — юэеиым полюсом. Рассмотрим примеры. 1. Представить в виде а + вь (а Е )й, Ь Е 31) следующие комплексные числа: »у!+в') /!+ ЫЗ'в «1= .' «1= .' «1=(1+1~3); «в= ~ — ) !+в 1 — Зв ~1-*) ' ~ 1- ) 32 Гл.

2. Комплексные числа и фуикпии комплексного переменного ПОСКОЛЬКУ |СО5Х! = 3/ 1, |51ПХ| = 3/' г, то 4. Определить комплексные числа г, удовлетворяюшие следуюшим двум условиям: г — !2 5 г — 4! — ~=1. г — 81 3' г — 8~ м Так как ~ —;,', ! = ("-з:-;-'-"ф. = —, !'=5) = 1-;-'- т-"т = 1, то задача сводится к решению системы уравнений 2хг + 2уг+ 27х — 50у+ 38 = О, 8х = 48. Ее решения — 51 — — (6,17), г, = (6, 8), т.

е. г, = 6+ 17П 51 —— 6+ 812 5. Доказать тождество |а+ ь!'+ |а — ь)1 = 4|а|1, если |а| = |ь|. м Воспользуемся очевидным свойством гг1 х г, = г, х г, и тем, что гг = |г!'. имеем: |а + Ь| + |а — Ь! = (а + Ь)(а + Ь) + (а — Ь)(а — Ь) = (а + Ь)(о + Ь) 4 (а — Ь)(а — Ь) = = аа + ОЬ + Ьа + ЬЬ+ аа — аЬ вЂ” Ьа+ ЬЬ = 2(аа + ЬЪ) = 2(|а! + |Ь! ) = 4|о! . ~ 6. Доказать тождество |! — ОЬ|1 — |а — Ь!1 = (1+ |ОЬ!)' — (|а|+ |Ь!)' (а 6 С, Ь 6 С). М Аналогично проделанному выше получим: |1 — ОЬ| — |а — Ь| = (1 — ОЬ)(1 — ОЬ) — (а — Ь)(а — Ь) = = (! — аЬ)(1 — аЬ) — (а — ЬКΠ— Ь) = 1 — аЬ вЂ” аЬ+ ааЬЬ вЂ” аа+ аЬ+ Ьа — ЬЬ = = 1+ |а| |Ь! — (|а! + |Ь! ) = 1+ |аЬ! — (|а| + |Ь!) + 2|ОЬ! = (1+ |ОЬ!) — (|О|+ |Ь!) .

Характеристики

Тип файла
DJVU-файл
Размер
3,53 Mb
Тип материала
Высшее учебное заведение

Список файлов книги

Свежие статьи
Популярно сейчас
А знаете ли Вы, что из года в год задания практически не меняются? Математика, преподаваемая в учебных заведениях, никак не менялась минимум 30 лет. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6381
Авторов
на СтудИзбе
308
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее