Imz. Rez. Bo E. Sernelius

Relevanta dokument
den reella delen på den horisontella axeln, se Figur (1). 1

Komplexa tal. z 2 = a

Introduktion till Komplexa tal

KRAMERS-KRONIGS DISPERSIONSRELATIONER

MATRISTEORI. Pelle Pettersson MATRISER. En matris är ett rektangulärt schema med tal, reella eller komplexa, vilka kallas matrisens

Bo E. Sernelius Funktioner av Komplex Variabel 15 KOMPLEXVÄRDA FUNKTIONER AV KOMPLEX VARIABEL

TATM79: Föreläsning 3 Komplexa tal

Complex numbers. William Sandqvist

MA2047 Algebra och diskret matematik

14 september, Föreläsning 5. Tillämpad linjär algebra

Explorativ övning 7 KOMPLEXA TAL

Analys o Linjär algebra. Lektion 7.. p.1/65

Analys 2 M0024M, Lp

3. Analytiska funktioner.

SF1624 Algebra och geometri

15 september, Föreläsning 5. Tillämpad linjär algebra

Komplexa tal: Begrepp och definitioner

Bo E. Sernelius Residuer och Poler 27

Elteknik. Komplexa tal

Geometriska vektorer

Övningshäfte 2: Komplexa tal (och negativa tal)

Uppsala Universitet Matematiska Institutionen Thomas Erlandsson

Kompletteringskompendium

Övningshäfte 2: Komplexa tal

Mekanik FK2002m. Vektorer

Begrepp:: Kort om Kryssprodukt

Övningshäfte 6: 2. Alla formler är inte oberoende av varandra. Försök att härleda ett par av de formler du fann ur några av de övriga.

Matematik för sjöingenjörsprogrammet

Tentamen i Komplex analys, SF1628, den 21 oktober 2016

Läsanvisningar till kapitel Komplexa tals algebraiska struktur

Explorativ övning Vektorer

Matematiska Institutionen KTH. Lösning till tentamensskrivning på kursen Linjär algebra II, SF1604, den 9 juni 2011 kl

Stora bilden av Linjära algebran. Vektorrum, linjära transformationer, matriser (sammanfattning av begrepp)

MULTIPLIKATION AV MATRISER, BASER I RUMMET SAMT FÖRSTA MÖTET MED MATRISINVERSER = = =

Komplexa tal. j 2 = 1

Matematik 4 Kap 4 Komplexa tal

c d Z = och W = b a d c för några reella tal a, b, c och d. Vi har att a + c (b + d) b + d a + c ac bd ( ad bc)

Kontrollskrivning KS1T

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförslag till tentamen DEL A

Exempel. Komplexkonjugerade rotpar

Kursstart. Kursen startar tisdagen den 10 oktober kl i sal MA236 i MIT-huset. Schemat kan erhållas från matematiska institutionens hemsida.

Subtraktion. Räkneregler

Referens :: Komplexa tal

Mer om analytisk geometri

5 Linjär algebra. 5.1 Addition av matriser 5 LINJÄR ALGEBRA

Komplexa tal. i 2 = 1, i 3 = i, i 4 = i 2 = 1, i 5 = i,...

1 Grundläggande kalkyler med vektorer och matriser

Innehåll. 1 Linjärt ekvationssystem (ES) 5. 2 Grundläggande algebra 13

Abstrakt algebra för gymnasister

Block 1 - Mängder och tal

Föreläsning 8 i kursen Ma III, #IX1305, HT 07. (Fjärde föreläsningen av Bo Åhlander)

Inociell Lösningsmanual Endimensionell analys. E. Oscar A. Nilsson

1.1 Den komplexa exponentialfunktionen


Förberedande kurs i matematik. Alexanderson, Bergkvist, Leander, Lundqvist, Ottergren

Sådana avbildningar kallar vi bijektioner mellan A och B (eller från A till B).

Kursplanering för Linjär algebra, HT 2003

Blixtkurs i komplex integration

Linjär Algebra M/TD Läsvecka 2

Utvidgad aritmetik. AU

Gausselimination fungerar alltid, till skillnad från mer speciella metoder.

Blandade A-uppgifter Matematisk analys

Peanos axiomsystem för de naturliga talen

Komplexa tal. Sid 1: Visa att ekvationerna på sid 1 saknar reella lösningar genom att plotta funktionerna.

Om ortonormerade baser i oändligtdimensionella rum

FFM234, Klassisk fysik och vektorfält - Föreläsningsanteckningar

Läsanvisningar och övningsuppgifter i MAA150, period vt Erik Darpö

Kontsys F7 Skalärprodukt och normer

OM KOMPLEXA TAL. 1 Om a är ett positivt reellt tal så betecknar a det positiva reella tal vars kvadrat är a men det är

Block 1 - Mängder och tal

Vektoranalys I. Anders Karlsson. Institutionen för elektro- och informationsteknik

En bijektion mellan två mängder A och B som har ändligt antal element kan finnas endast om mängderna har samma antal element.

Föreläsning 3, Linjär algebra IT VT Skalärprodukt

TATM79 Matematisk grundkurs, 6hp Kurs-PM ht 2015

Vi definierar addition av två vektorer och multiplikation med en reell skalär (tal) λλ enligt nedan

Doktorandkurs i flera komplexa variabler, vt 2010

DIAGONALISERING AV EN MATRIS

Komplexa tal i gymnasiematematikens läromedel

x2 6x x2 6x + 14 x (x2 2x + 4)

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförsag till modelltentamen

Algebrans fundamentalsats

Dagens teman. Mängdlära forts. Relationer och funktioner (AEE 1.2-3, AMII K1.2) Definition av de naturliga talen, Peanos axiom.

Definitionsmängd, urbild, domän

October 9, Innehållsregister

Modul 1 Mål och Sammanfattning

Referens :: Komplexa tal version

Introduktion till Komplexa tal

6. Matriser Definition av matriser 62 6 MATRISER. En matris är ett rektangulärt schema av tal: a 11 a 12 a 13 a 1n a 21 a 22 a 23 a 2n A =

Linjär algebra F1, Q1, W1. Kurslitteratur

TEN2, ( 3 hp), betygsskala A/B/C/D/E/Fx/F. TEN2 omfattar Laplace-, Fourier- och z-transformer samt Fourierserier

Läsanvisning till Discrete matematics av Norman Biggs - 5B1118 Diskret matematik

Lösningsforslag till tentamen i SF1624 den 22/ e x e y e z = 5e x 10e z = 5(1, 0, 2). 1 1 a a + 2 2a 4

Rekursionsformler. Komplexa tal (repetition) Uppsala Universitet Matematiska institutionen Isac Hedén isac

DEL I. Matematiska Institutionen KTH. Lösning till tentamensskrivning på kursen Linjär algebra II, SF1604, den 17 april 2010 kl

1 Vektorer i koordinatsystem

Enhetsvektorer. Basvektorer i två dimensioner: 1 1 Basvektorer i tre dimensioner: Enhetsvektor i riktningen v: v v

2 (6) k 0 2 (7) n 1 F k F n. k F k F n F k F n F n 1 2 (8)

Referens :: Komplexa tal version

TATM79: Föreläsning 7 Komplexa exponentialfunktionen och binomiska ekvationer

Uppföljning av diagnostiskt prov Repetition av kursmoment i TNA001-Matematisk grundkurs.

Transkript:

KKKA 2005 Imz Rez Bo E. Sernelius

Kort kurs i komplex analys Förord Den här kursen är avsedd som en kort introduktion till komplex analys för studenter som går på Fysikprogrammet. Avsikten är delvis att ge deltagaren tillräcklig kunskap för att kunna tillgodogöra sig delmomentet Konform avbildning som ingår i kursen Elektromagnetisk fältteori och vågutbredning (NFYD70). Konform avbildning är en klassisk teknik för att lösa Laplaceekvationen för problem med två oberoende variabler. Förutom i elektromagnetisk fältteori är tekniken användbar i t.ex. värmelednings- och strömnings-problem. Deltagaren blir familjär med det komplexa talplanet, räkneregler för komplexa tal, elementära funktioner av komplexa variabler, analytiska funktioner, poler och nollställen, residuer och residuekalkyl. Residuekalkyl är mycket användbar inom fysiken. I kursen tas bl.a. upp hur man kan använda residuekalkyl för att med hjälp av konturintegraler finna alternativa metoder att lösa reella integraler. Härledning utförs av de i fysiken mycket användbara Kramers-Kronigs dispersionsrelationer. Använda teorem ges genomgående utan bevis. Överstad i januari 2003 Bo E. Sernelius

Bo E. Sernelius Komplexa Tal:Definition 3 KOMPLEXA TAL I detta kapitel definierar vi begreppet komplexa tal, dess räkneregler och olika representationer av de komplexa talen. Vi inför det komplexa talplanet och representerar det komplexa talet med en punkt i detta eller med en vektor. Räknereglerna för dessa vektorer skiljer sig från de i vanlig två-dimensionell vektoranalys och vi pekar på dessa skillnader när de dyker upp. Definition Ett sätt att definiera ett komplext tal, z, är att säga att det är ett talpar (a, b) av reella tal, med följande räkneregler: ( a,0)= a, ett reelt tal (1) ( a1, b1)= ( a2, b2) om och endast om a1 = a2 och b1 = b2 (2) z1 + z2 =( a1, b1)+ ( a2, b2)= ( a1 + a2, b1 + b2) (3) zz 12= ( a1, b1)( a2, b2)= ( aa 12- bb 1 2, ab 1 2+ ba 1 2) (4) Detta räcker för att definiera ett komplext tal. Ur dessa regler följer många fler. Regel (1) innebär att de reella talen är en undergrupp till de komplexa talen. Vi kallar a för realdelen av z och b för dess imaginärdel. (1,0) är ett reellt tal och (0,1) kallas ett rent imaginärt tal. Vi betecknar detta tal med i. ( ab, )= a( 10, )+ b( 01, )= a+ b( 01, )= a+ ib= a+ bi (5) Vi betecknar real- och imaginardelen av z med Re(z) och Im(z), respektive. Observera att båda dessa är reellvärda och z= Re(z) +iim(z) Räkneregeln för addition, (3), är densamma som för vanliga talpar i tvådimensionell vektoranalys men regel (4) för multiplikation stämmer varken med inre produkt (skalärprodukt) eller vektorprodukt (kryssprodukt). Här ger produkten av två komplexa tal ett nytt komplext tal. Speciellt ger produkten av två reella tal ett reellt tal och produkten av två rent imaginära tal ett reellt tal. Vi har från (4) att i 2 = ( 01, )( 01, )=(-10, )=-1 (6)

Bo E. Sernelius Komplexa Tal:Definition 4 Vi behöver nu inte längre memorera räkneregel (4) utan kan uttrycka de komplexa talen enligt (5), räkna på som om i vore reellt och sedan ersätta alla kvadrater av i med -1. ( )( )=( + )( + ) a1, b1 a2, b2 a1 ib1 a2 ib2 ( ) ( ) ( ) 2 = aa 1 2+ i bb 1 2 + iab 1 2 + ba 1 2 = aa 1 2- bb 1 2+ iab 1 2+ ba 1 2 = aa 1 2- bb 1 2, ab 1 2+ ba 1 2 (7) Ur reglerna (1)-(4) följer z = ( a, b)= 0 om och endast om a = 0 och b = 0, (8) subtraktion, som är inversen till addition: z1 - z2 = ( a1 -a2, b1 -b2)= a1 - a2 + i( b1 -b2), (9) division, som är inversen till multiplikation: z1 z2 = = ( )( - ) a1 + ib1 a1 + ib1 a2 ib2 = a2 + ib2 ( a2 + ib2) ( a2 - ib2) 1 aa bb i ab ba a2 2 b2 2 1 2+ 1 2+ - 1 2+ 1 2 + [ ( )] (10) Den kommutativa lagen för addition och multiplikation z1 + z2 = z2 + z1 zz 12= z21 z (11) (12) Den associativa lagen för addition och multiplikation: z1 + ( z2 + z3)= ( z1 + z2)+ z3 (13)

Bo E. Sernelius Komplexa Tal:Definition 5 z1( z2z3)= ( z1z2) z3 (14) Den distributiva lagen för multiplikation med avseende på addition: z1( z2 + z3)= z1z2 + z1z3 (15)

Bo E. Sernelius Komplexa Tal:Problem A 6 Problem A: 1. Beräkna 1/z då z = i. 2. Beräkna 1/z då z = 1 + i. 3. Beräkna 1/z då z = 2 + i. 4. Beräkna z 2 då z = i. 5. Beräkna z 2 då z = 1 + i. 6. Beräkna z 2 då z = 2 + i. 7. Beräkna z 3 då z = i. 8. Beräkna z 3 då z = 1 + i. 9. Beräkna z 3 då z = 2 + i. 10. Beräkna z då z = i. 11. Beräkna z då z = 1 + i. 12. Beräkna z då z = 2 + i. 13. Beräkna zz 12 då z 1 = i och z 2 =1 + i. 14. Beräkna zz 12 då z 1 = i och z 2 =2 + i. 15. Beräkna zz 12 då z 1 = i och z 2 =2 - i. 16. Beräkna zz 12 då z 1 = 1 + i och z 2 =2 + i. 17. Beräkna zz 12 då z 1 = 1 + i och z 2 =2 - i. 18. Beräkna zz 12 då z 1 = 2 + i och z 2 =2 - i. 19. Beräkna z1 z2 1 = i och z 2 =1 + i. 20. Beräkna z1 z2 1 = i och z 2 =2 + i. 21. Beräkna z1 z2 1 = i och z 2 =2 - i. 22. Beräkna z1 z2 1 = 1 + i och z 2 =2 + i. 23. Beräkna z1 z2 1 = 1 + i och z 2 =2 - i. 24. Beräkna z1 z2 1 = 2 + i och z 2 =2 - i. 25. Beräkna ( 31, )( 3, -1)( 1 5, 1 10 ). 26. Beräkna 1 + 2 + - i. 3- i4 5i 5 27. Beräkna ( 1- i) ( 2- i) ( 3- i ) 28. Beräkna 4 ( 1 - i ).