Odtwórz funkcję holomorficzną
Mike: Czesc, pytanie z analizy zespolonej
Musze znaleźć urojoną część funkcji holomorficznej.
Dane są: u(x,y)=x(3−2y) oraz f(i)=2i.
Wykorzystałem równania Cauchy−Riemanna:
(pochodne cząstkowe ale nie widze tu odpowiedniego znaczku wiec użyje 'd')
du | | dv | | du | | dv | |
| =3−2y= |
| oraz |
| =−2x=− |
| |
dx | | dy | | dy | | dx | |
teraz całkowanie
∫3−2ydy=3y−y
2 + g(x)=v
∫2xdx=x
2+h(y) =v
Dalej nie mam pojęcia jak to ugryźć. Błagam o pomoc.
28 sie 00:11
henrys: ∫3−2ydy=3y−y
2+g(x)=v do tego momentu ok i teraz jakoś tak:
g(x)=x
2+c
v(x,y)=3y−y
2+x
2+c
f(x+iy)=x(3−2y)+i(3y−y
2+x
2+c)
f(i)=2i=i(3−1+c)
c=0
v(x,y)=3y−y
2+x
2
28 sie 13:08
Mike: Łał dzięki, pasuje. Jeszcze jakbyś mógł/mogła sprawdzić to:
Odwrotne zadanie, mam v(x,y)=3y(x−1)
2−y
3 i f(0)=1
| dv | | du | | dv | | du | |
− |
| =−6y(x−1)= |
| oraz |
| =3x2−6x−3y2+3= |
| |
| dx | | dy | | dy | | dx | |
całkuję to pierwsze po dy zeby dostac u
∫−6y(x−1) dy = −3 (−1+x) y
2 + g(y) =u [tu wątpliwość czy to jest g(x) czy g(y) czy tez bez
znaczenia]
pochodna po dx do porównania
teraz porównuję
du | | du | |
| =−3y2+ g'(y) = 3x2−6x−3y2+3= |
| |
dx | | dx | |
g'(y) = 3x
2−6x+3 [tu nie wiem po czym całkę dać]
∫3x
2−6x+3 dy = (3x
2−6x+3)y + c =g(y)
wstawiam do u zeby dostac u(x,y)
u(x,y)=−3 (−1+x) y2 + (3x
2−6x+3)y + c
f(0)=1 => to rozumiem że x+yi=0 czyli x=0=y więc zostanie samo c=1
odp:
u(x,y)=−3 (−1+x) y2 + (3x
2−6x+3)y + 1
długa odpowiedź i boje się że coś mogłem zepsuć.
28 sie 18:13
henrys: ∫−6y(x−1)dy=−3(x−1)y2+g(x)=∫du=u
dlaczego g(y)? przecież jeśli u różniczkujesz względem y i później całkujesz, to zostaje ci
stała zależna od x.
Popraw
28 sie 19:18
Mike: Nie wiem czemu. Nie wiem jak to działa bo nigdy nie miałem tego albo nie uważałem.
Czyli różniczkuję względem y a całkuję po czym? Musze to sobie zapamiętać.
g'(x)=3x
2−6x+3
całkuje po dx
g(x)=x
3−3x
2+3x+c
wstawiam do u
u(x,y)=−3xy
2−3y
2+x
3−3x
2+3x+c
i dalej tez reszta c=1
teraz dobrze?
29 sie 19:51
henrys: Nie wiem, co chcesz zapamiętywać... chyba równania Cauchy'ego−Riemanna i pomyś chwilę. Sprawdź
czy wszystko gra, rachunki, odpowiedź i tyle.
29 sie 21:00
henrys: *pomyśl
29 sie 21:25
Mike: Dobra. znalazłem błąd. taki najgorszy bo zgubiłem minusa.
Pokażę tu od nowa żeby było dobrze widać dla innych:
v(x,y)=3yx
2−6xy+3y−y
3
dv | | du | |
| =3x2−6x+3−3y2= |
| |
dy | | dx | |
∫−6xy+6y dy=−3xy
2+3y
2+g(x)=u [tu sie pomyliłem przy +6x]
z tego u pochodna i porównanie
du | |
| =−3y2+g'(x) = 3x2−6x+3−3y2 |
dx | |
g'(x)=3x
2−6x+3
g(x)=∫3x
2−6x+3 dx = x
3−3x
2+3x+c
f(0)=1 więc x=1, y=0 , f(x+vi)=−3*1*0
2+3*0
2+1
3−3*1
2+3*1+c=1
f(x+vi)=1−3+3+c=1 ==> c=0
u(x,y)=−3xy
2+3y
2+x
3−3x
2+3x+0
f(x+iy)=−3xy
2+3y
2+x
3−3x
2+3x+i(3yx
2−6xy+3y−y
3)
Spr:
du | |
| =−3y2+3x2−6x+3 takie samo jak to na początku |
dx | |
Teraz proszę wyjaśnij mi dokładniej jak jest z tym g(x)
Ono powstaje jak robię całkę po dy z różniczki po dx.
Czy jak zrobię całkę po dx a różniczkę po dy to to będzie g(y)
I jak jest przy szukaniu c:
Mam podane f(0)=1 to czy to znaczy x+yi=0 ==> x=y=0 CZY 'x' rozumiemy jako u(x,y) a 'y' jako
v(x,y)
i wtedy by wyszło że całe u musi ==1 a v musi ==0, co z kolei robi układ 2 równań z 3
niewiadomymi,
z którego nawet udało mi się jakos wyciągnąć c ale było to mega długie. Więc stawiam że ta
pierwsza opcja jest poprawna, ale wolę się upewnić.
30 sie 00:44
henrys: Masz funkcję holomorficzną f(x+iy)=u(x,y)+iv(x,y)
Z równań Cachy−Riemanna wynika, że pochodna funkcji u po zmiennej x jest równa pochodnej v po y
du | | dv | |
| = |
| i analogicznie drugie równanie (z minusem). |
dx | | dy | |
Różniczka ,,nie widzi" stałych, więc jeśli różniczkowałeś po x, to y traktowałeś jak stałą
weźmy u=2x+y
du | |
| =2 i teraz jak odwrócimy tą operację czyli ∫2dx=2x+a to nie dostaniemy funkcji |
dx | |
wyjściowej, brakuje składnika zawierającego y. Żeby otrzymać właściwą funkcję uwzględniamy to,
że a mogła zależeć od y, który był traktowany jako stała, czyli ∫2dx=2x+a(y).
Co do wyznaczania stałej, to pierwszy wariant jest ok, x,y to zmienne od których zależy
funkcja f i funkcje u i v.
30 sie 01:35
Mike: Wielkie dzięki
teraz załapałem!
31 sie 12:22