1. Komplex függvények dierenciálhatósága, Cauchy-Riemann egyenletek. Hatványsorok, elemi függvények

Hasonló dokumentumok
1. Számsorok, hatványsorok, Taylor-sor, Fourier-sor

(!), {z C z z 0 < R} K (K: konv. tart.) lim cn+1

Dierenciálhatóság. Wettl Ferenc el adása alapján és

Megoldott feladatok november 30. n+3 szigorúan monoton csökken, 5. n+3. lim a n = lim. n+3 = 2n+3 n+4 2n+1

M szaki matematika 2

1. Folytonosság. 1. (A) Igaz-e, hogy ha D(f) = R, f folytonos és periodikus, akkor f korlátos és van maximuma és minimuma?

Tartalomjegyzék. 1. Előszó 1

Határozott integrál és alkalmazásai

1. Számsorok, hatványsorok, Taylor-sor, Fourier-sor

Függvényhatárérték és folytonosság

Matematika I. NÉV:... FELADATOK:

Kalkulus I. gyakorlat, megoldásvázlatok

Kalkulus I. gyakorlat Fizika BSc I/1.

Egyváltozós függvények 1.

ANALÍZIS SZIGORLATI TEMATIKA

4. Laplace transzformáció és alkalmazása

Obudai Egyetem RKK Kar. Feladatok a Matematika I tantárgyhoz

4. A komplex függvénytan elemei

0-49 pont: elégtelen, pont: elégséges, pont: közepes, pont: jó, pont: jeles

Dierenciálhányados, derivált

TANTÁRGYI PROGRAM Matematikai alapok I. útmutató

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA II.

Analízis I. beugró vizsgakérdések

Analízis II. Analízis II. Beugrók. Készítette: Szánthó József. kiezafiu kukac gmail.com. 2009/ félév

Gyakorló feladatok I.

TANTÁRGYI PROGRAM Matematikai alapok I. útmutató

A fontosabb definíciók

2014. november Dr. Vincze Szilvia

6. Folytonosság. pontbeli folytonosság, intervallumon való folytonosság, folytonos függvények

Integrálszámítás. a Matematika A1a-Analízis nevű tárgyhoz november

Határozatlan integrál, primitív függvény

Matematikai alapok 1 Tantárgyi útmutató

Függvények vizsgálata

Matematika A2 vizsga mgeoldása június 4.

A derivált alkalmazásai

8n 5 n, Értelmezési tartomány, tengelymetszetek, paritás. (ii) Határérték. (iii) Első derivált, monotonitás,

Laplace-transzformáció. Vajda István február 26.

6. ELŐADÁS DIFFERENCIÁLSZÁMÍTÁS II. DIFFERENCIÁLÁSI SZABÁLYOK. BSc Matematika I. BGRMA1HNND, BGRMA1HNNC

Elérhető maximális pontszám: 70+30=100 pont

Függvény differenciálás összefoglalás

Szili László. Integrálszámítás (Gyakorló feladatok) Analízis 3. Programtervező informatikus szak BSc, B és C szakirány

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit. (Derivált)

Hatványsorok, Fourier sorok

Sorozatok és Sorozatok és / 18

Feladatok Oktatási segédanyag

Matematika II képletek. 1 sin xdx =, cos 2 x dx = sh 2 x dx = 1 + x 2 dx = 1 x. cos xdx =,

n 2 2n), (ii) lim Értelmezési tartomány, tengelymetszetek, paritás. (ii) Határérték. (iii) Első derivált, monotonitás, (ii) 3 t 2 2t dt,

HÁZI FELADATOK. 1. félév. 1. konferencia A lineáris algebra alapjai

A Matematika I. előadás részletes tematikája

Műszaki matematika 2

Matematika III előadás

Kalkulus I. NÉV: Határozzuk meg a következő határértékeket: 8pt

f(x) a (x x 0 )-t használjuk.

2. Hogyan számíthatjuk ki két komplex szám szorzatát, ha azok a+bi alakban, illetve trigonometrikus alakban vannak megadva?

Matematika I. NÉV:... FELADATOK: 2. Határozzuk meg az f(x) = 2x 3 + 2x 2 2x + 1 függvény szélsőértékeit a [ 2, 2] halmazon.

12. Mikor nevezünk egy részhalmazt nyíltnak, illetve zártnak a valós számok körében?

f(x) vagy f(x) a (x x 0 )-t használjuk. lim melyekre Mivel itt ɛ > 0 tetszőlegesen kicsi, így a a = 0, a = a, ami ellentmondás, bizonyítva

Felügyelt önálló tanulás - Analízis III.

Határozatlan integrál

Matematika 4 gy. Földtudomány és Környezettan BSc II/2 Mincsovics Miklós Emil, Havasi Ágnes

Lineáris leképezések. Wettl Ferenc március 9. Wettl Ferenc Lineáris leképezések március 9. 1 / 31

Tanulási cél Szorzatfüggvényekre vonatkozó integrálási technikák megismerése és különböző típusokra való alkalmazása. 5), akkor

1. Példa. A gamma függvény és a Fubini-tétel.

Matematika I. Vektorok, egyenesek, síkok

Matematika A1a Analízis

Taylor-polinomok. 1. Alapfeladatok április Feladat: Írjuk fel az f(x) = e 2x függvény másodfokú Maclaurinpolinomját!

T obbv altoz os f uggv enyek integr alja. 3. r esz aprilis 19.

Matematika M1 Gyakorlat

Fourier sorok február 19.

PTE PMMFK Levelező-távoktatás, villamosmérnök szak

Figyelem, próbálja önállóan megoldani, csak ellenőrzésre használja a következő oldalak megoldásait!

1. Analizis (A1) gyakorló feladatok megoldása

Példatár Lineáris algebra és többváltozós függvények

VIK A1 Matematika BOSCH, Hatvan, 5. Gyakorlati anyag

2. hét (Ea: ): Az egyváltozós valós függvény definíciója, képe. Nevezetes tulajdonságok: monotonitás, korlátosság, határérték, folytonosság.

Matematika szigorlat, Mérnök informatikus szak I máj. 12. Név: Nept. kód: Idő: 1. f. 2. f. 3. f. 4. f. 5. f. 6. f. Össz.: Oszt.

MATEMATIKA 2. dolgozat megoldása (A csoport)

Matematika II. 1 sin xdx =, 1 cos xdx =, 1 + x 2 dx =

A L Hospital-szabály, elaszticitás, monotonitás, konvexitás

Differenciálszámítás. 8. előadás. Farkas István. DE ATC Gazdaságelemzési és Statisztikai Tanszék. Differenciálszámítás p. 1/1

Feladatok a Gazdasági matematika II. tárgy gyakorlataihoz

x 2 e x dx c) (3x 2 2x)e 2x dx x sin x dx f) x cosxdx (1 x 2 )(sin 2x 2 cos 3x) dx e 2x cos x dx k) e x sin x cosxdx x ln x dx n) (2x + 1) ln 2 x dx

Lagrange és Hamilton mechanika

PTE PMMFK Levelező-távoktatás, villamosmérnök szak

Az el adás anyagának törzsrésze

Matematika B/1. Tartalomjegyzék. 1. Célkit zések. 2. Általános követelmények. 3. Rövid leírás. 4. Oktatási módszer. Biró Zsolt. 1.

FELVÉTELI VIZSGA, július 21. Írásbeli próba MATEMATIKÁBÓL A. RÉSZ

10. tétel Függvények lokális és globális tulajdonságai. A differenciálszámítás alkalmazása

n n (n n ), lim ln(2 + 3e x ) x 3 + 2x 2e x e x + 1, sin x 1 cos x, lim e x2 1 + x 2 lim sin x 1 )

Gyakorlo feladatok a szobeli vizsgahoz

Analízis házi feladatok

MATE-INFO UBB verseny, március 25. MATEMATIKA írásbeli vizsga

2. Reprezentáció-függvények, Erdős-Fuchs tétel

minden x D esetén, akkor x 0 -at a függvény maximumhelyének mondjuk, f(x 0 )-at pedig az (abszolút) maximumértékének.

Tartalomjegyzék. Tartalomjegyzék Valós változós valós értékű függvények... 2

Számsorok. 1. Definíció. Legyen adott valós számoknak egy (a n ) n=1 = (a 1, a 2,..., a n,...) végtelen sorozata. Az. a n

Gazdasági matematika 1 Tantárgyi útmutató

HÁZI FELADATOK. 2. félév. 1. konferencia Komplex számok

Alapfogalmak, valós számok Sorozatok, határérték Függvények határértéke, folytonosság A differenciálszámítás Függvénydiszkusszió Otthoni munka

Átírás:

1. Komplex függvények dierenciálhatósága, Cauchy-Riemann egyenletek. Hatványsorok, elemi függvények 1.1. Dierenciálhatóság 1.1. deníció. Legyen a z 0 pont az f(z) függvény értelmezési tartományának torlódási pontja. Az f(z) függvényt a z 0 pontban dierenciálhatónak nevezzük, ha a lim z 0 f(z 0 + z) f(z 0 ) z határérték létezik és véges. Ezt az értéket az f(z) függvény z 0 helyen vett dierenciálhányadosának nevezzük, és f (z 0 )-lal jelöljük. 1.2. megjegyzés. Mivel a derivált deníciója az egyváltozós valós függvények körében megismert módon történt, így a valós függvények körében megismert - az összeg-, különbség-, szorzat-, hányados- és az összetett függvény deriválására vonatkozó - szabályok a komplex függvények körében is érvényesek maradnak. 1.3. tétel. Az f(z) = u(x, y) + iv(x, y) függvény a z = x + iy pontban akkor és csak akkor dierenciálható, ha ebben a pontban léteznek az u x, u y, v x, v y parciális deriváltak és folytonosak, és teljesülnek a Cauchy-Riemann-egyenletek : u x = v y és u y = v x. 1.4. deníció. Az f(z) függvényt a z 0 pontban regulárisnak nevezzük, ha van z 0 - nak olyan környezete, amelyben f(z) dierenciálható. 1.2. Hatványsorok 1.5. deníció. A c n z n és a c n (z a) n alakú függvénysorokat hatványsoroknak nevezzük. 1.6. tétel. (Abel tétele) Ha a c n z n hatványsor egy z 0 pontban konvergens, akkor minden z < z 0 helyen is konvergens, s t egyenletesen konvergens. 1.7. tétel. (Cauchy-Hadamard tétel) A tartományban, ahol 1 R = limsup n c n. c n z n hatványsor konvergens a z < R 1

Az R számot a hatványsor konvergencia-sugarának, a z < R kört pedig a hatványsor konvergenciakörének nevezzük. 1.8. tétel. Ha f reguláris az a pont egy környezetében, akkor itt az f függvény a (z a) hatványai szerint haladó Taylor-sorba fejthet. A Taylor-sor: f(z) = f(a) + f (a) 1 (z a) + f (a) (z a) 2 + = 2 f (n) (a) (z a) n n! A sor a konvergenciatartomány minden pontjában egyenletesen konvergál f(z)-hez. 1.3. Elemi függvények 1.9. deníció. A w = az + b, ahol a, b C (a 0) függvényt lineáris függvénynek nevezzük. A lineáris függvény leképezése egy hasonlósági transzformáció. A lineáris függvény a z síkot kölcsönösen egyértelm en képezi le a w síkra a 0 esetén. 1.10. deníció. A lineáris törtfüggvény általános alakja ahol a, b, c, d C állandók. f(z) = az + b cz + d, A lineáris törtfüggvény a lineáris függvényhez hasonlóan kölcsönösen egyértelm en képezi le a z síkot a w síkra. A függvény inverze is lineáris törtfüggvény. 1.11. deníció. Az exponenciális függvényt a w = e z = e x+iy = e x (cos y + i sin y) egyenl séggel értelmezzük. A hatványozás azonosságai komplex kitev esetén is változatlanul érvényesek. Az így értelmezett exponenciális függvény periodikus, hiszen f(z) = f(z+2πi). Az exponenciális függvénynek a komplex számok körében sincs zérushelye. A valós esett l eltér en, a függvénynek a -ben nincs határértéke. 2

Az exponenciális függvény a z sík π < y π sávját képezi le a teljes w síkra. 1.12. deníció. A z = re iϕ komplex szám logaritmusa az ln z = ln r + iϕ komplex szám, ahol ϕ ] π, π]. Az így értelmezett logaritmusfüggvény valóban az exponenciális függvény inverze. Mivel az exponenciális függvény a 0 és a értéket nem veszi fel, így a logaritmusfüggvény e két helyen nincs értelmezve. A logaritmus ismert azonosságai az így értelmezett logarimtusfüggvénynél is érvényben maradnak. 1.13. deníció. Az általános hatványfüggvényt a w = z a = e a ln z a C egyenl séggel értelmezzük. 3

2. Komplex függvények integrálása. Pályamenti integrál. Cauchy-féle integráltétel és integrálformula. A komplex vonalintegrál értelmezése: Legyen z(t), t [α, β] egy rektikálható görbe paraméterezése, és f egy a görbén értelmezett komplex érték függvény. Osszuk fel az [α, β] intervallumot a t 0 = α, t 1, t 2,..., t n = β pontokkal. Ez szolgáltatja a görbének egy a = z 0 = z(α), z 1 = z(t 1 ),..., b = z n = z(β) felosztását véges sok ívdarabra. Minden egyes (z k 1, z k ) íven vegyünk fel egy tetszés szerinti ξ k pontot, és számítsuk ki az S = n f(ξ k )(z k z k 1 ) k=1 összeget. Finomítsuk úgy a felosztást, hogy a (z k 1, z k ) ívek hossza egyenletesen tartson 0-hoz. Ha ekkor teljesül az, hogy az S összeg bármely minden határon túl nomodó felosztásorozat esetén a felosztástól független határértékhez tart, akkor az f függvényt a görbén integrálhatónak nevezzük. Az S összeg határértékét pedig az f függvény görbére vonatkozó integráljának nevezzük, és így jelöljük: S = f(z) dz. Ha a zárt görbe, használjuk a következ jelölést: S = f(z) dz. 2.1. tétel. (Elégséges feltétel az integrál létezésére) Ha f a görbén folytonos, akkor f integrálható -n. 2.2. tétel. (A vonalintegrál kiszámítása) Ha f integrálható a görbén, ahol egy sima Jordan-görbe, akkor f(z) dz = β α f(z(t)) z (t) dt. 2.3. deníció. A F reguláris függvényt a T tartományon a f primitív függvényének nevezzük, ha a tartomány minden pontjában F (z) = f(z). 4

2.4. tétel. (Cauchy-féle integráltétel) Ha f a T tartományon reguláris függvény, akkor bármely T -ben haladó zárt rektikálható görbére vonatkozó integrálja zérus, azaz : f(z) dz = 0. 2.5. következmény. Ha a és b a T tartomány tetsz leges pontjai, akkor az a-tól b-ig vett integrál értéke független az integrációs úttól, csak az a és b pontok függvénye. 2.6. következmény. (Newton-Leibniz-tétel) Ha F a reguláris f függvény primitív függvénye a T tartományon, akkor bármely T -ben haladó a kezd pontú és b végpontú rektikálható görbére : f(z) dz = F (b) F (a). Igaz a Cauchy-féle integráltétel megfordítása is. 2.7. tétel. (Morera tétele) Ha f folytonos a T tartományon, és bármely T -ben haladó rektikálható zárt görbére vonatkozó integrálja zérus, akkor f reguláris T -n. 2.8. tétel. (A Cauchy-féle integráltétel általánosítása) Ha f reguláris egy (n + + 1)-szeresen összefügg T tartományban, annak küls és k, k = 1,2,... n bels határgörbéin, akkor egyez körüljárás esetén f(z) dz = n k=1 k f(z) dz. 2.9. tétel. (Cauchy-féle integrálformula) Legyen f reguláris a T tartományon, és rektikálható zárt Jordan-görbe, mely belsejével együtt T -hez tartozik. Ekkor a T tartomány minden olyan z 0 pontjára, amely a belsejében van igaz, hogy f(z 0 ) = 1 2πi f(z) dz. z z 0 Irodalom: Hanka László Zalay Miklós: Komplex függvénytan (Bolyai-könyvek) 5