IPB

Здравствуйте, гость ( Вход | Регистрация )

 
Ответить в эту темуОткрыть новую тему
> Задача по основам ТФКП
Lister
сообщение 26.2.2008, 17:38
Сообщение #1


Новичок
*

Группа: Продвинутые
Сообщений: 6
Регистрация: 15.12.2007
Из: Москва
Город: Moscow
Учебное заведение: ИЭиК



Здраствуйте. Уже некоторое время пытаюсь тщетно решить следующую задачу - найти действительную и мнимую части функции w = z^(-1).
Вроде бы, все очевидно - представляем наши исходные данные в виде w = u+iv, z = x+iy, затем, приравнивая действительную и мнимую части в левой и правой частях равенства, получаем явную зависимость u = u(x,y), v = v(x,y). Однако на практике "z в минус первой степени" вызывает у меня некоторые затруднения - собственно:

w = z^(-1)
w = u+iv, z = x+iy
u+iv = (x+iy)^(-1)
u+iv = 1/(x+iy)
(u+iv)(x+iy) = 1
ux + yui + xvi - yv - 1 =0
Выразить отсюда u и v через x и y у меня, к сожалению, не выходит...Возможно, где-то допущена досадная ошибка...Честно говоря, вообще не представляю - задача должна решаться достаточно легко, никакие дополнительные знания по ТФКП не требуются. Аналогичные задачи без "-1 степени" сделал без затруднений. Буду благодарен за помощь.
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
tig81
сообщение 26.2.2008, 18:00
Сообщение #2


Академик
********

Группа: Преподаватели
Сообщений: 15 617
Регистрация: 15.12.2007
Город: Украина, Запорожье
Учебное заведение: ЗНУ
Вы: преподаватель



Цитата(Lister @ 26.2.2008, 19:38) *

Здраствуйте. Уже некоторое время пытаюсь тщетно решить следующую задачу - найти действительную и мнимую части функции w = z^(-1).
Вроде бы, все очевидно - представляем наши исходные данные в виде w = u+iv, z = x+iy, затем, приравнивая действительную и мнимую части в левой и правой частях равенства, получаем явную зависимость u = u(x,y), v = v(x,y). Однако на практике "z в минус первой степени" вызывает у меня некоторые затруднения - собственно:

w = z^(-1)
w = u+iv, z = x+iy
u+iv = (x+iy)^(-1)
u+iv = 1/(x+iy)
(u+iv)(x+iy) = 1
ux + yui + xvi - yv - 1 =0
Выразить отсюда u и v через x и y у меня, к сожалению, не выходит...Возможно, где-то допущена досадная ошибка...Честно говоря, вообще не представляю - задача должна решаться достаточно легко, никакие дополнительные знания по ТФКП не требуются. Аналогичные задачи без "-1 степени" сделал без затруднений. Буду благодарен за помощь.

А если записать, что w = 1/z? Или это не то?
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
Ярослав_
сообщение 26.2.2008, 18:13
Сообщение #3


Старший преподаватель
*****

Группа: Преподаватели
Сообщений: 1 598
Регистрация: 3.1.2008
Город: Тольятти
Учебное заведение: УРАО



1/z=1/(x+yi)=(x-yi)/(x^2+y^2)=x/|z|-yi/|z|
Ну за точность не ручаюсь, но по-моему так. Действительная часть равна x/|z|
Мнимая часть yi/|z|
Не подойдет? (IMG:style_emoticons/default/smile.gif)
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
tig81
сообщение 26.2.2008, 18:16
Сообщение #4


Академик
********

Группа: Преподаватели
Сообщений: 15 617
Регистрация: 15.12.2007
Город: Украина, Запорожье
Учебное заведение: ЗНУ
Вы: преподаватель



Цитата(Ярославвв @ 26.2.2008, 20:13) *

1/z=1/(x+yi)=(x-yi)/(x^2+y^2)=x/|z|-yi/|z|
Ну за точность не ручаюсь, но по-моему так. Действительная часть равна x/|z|
Мнимая часть yi/|z|
Не подойдет? (IMG:style_emoticons/default/smile.gif)

мнимая часть - это все что стоит возле i без самого i.
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
Lister
сообщение 26.2.2008, 18:28
Сообщение #5


Новичок
*

Группа: Продвинутые
Сообщений: 6
Регистрация: 15.12.2007
Из: Москва
Город: Moscow
Учебное заведение: ИЭиК



tig81, нужно было именно явно выразить вещественную и мнимую части функции w через вещественную и мнимую части z.

Ярославвв, спасибо, как раз то, что надо! Еще не привык к использованию комплексных чисел, поэтому идея о разложении суммы квадратов x^2 + y^2 = (x-iy)(x+iy) мне в голову не пришла. Только, насколько я понимаю, вещественная и мнимая части w будут равны x/(x^2 + y^2) и (-y)/(x^2 + y^2) соответственно - а у Вас в знаменателе указан |z|, который не равен (x^2 + y^2), если я верно вычислил (IMG:style_emoticons/default/blush.gif)
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
Ярослав_
сообщение 26.2.2008, 18:32
Сообщение #6


Старший преподаватель
*****

Группа: Преподаватели
Сообщений: 1 598
Регистрация: 3.1.2008
Город: Тольятти
Учебное заведение: УРАО



|z|=\sqrt(x^2+y^2)
Ну немножко ошибся, поторопился. Извиняйте. (IMG:style_emoticons/default/smile.gif)
Я просто умножил на комплексно-сопряженное число.
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
tig81
сообщение 26.2.2008, 18:34
Сообщение #7


Академик
********

Группа: Преподаватели
Сообщений: 15 617
Регистрация: 15.12.2007
Город: Украина, Запорожье
Учебное заведение: ЗНУ
Вы: преподаватель



Цитата(Lister @ 26.2.2008, 20:28) *

tig81, нужно было именно явно выразить вещественную и мнимую части функции w через вещественную и мнимую части z.

Ярославвв, спасибо, как раз то, что надо! Еще не привык к использованию комплексных чисел, поэтому идея о разложении суммы квадратов x^2 + y^2 = (x-iy)(x+iy) мне в голову не пришла. Только, насколько я понимаю, вещественная и мнимая части w будут равны x/(x^2 + y^2) и (-y)/(x^2 + y^2) соответственно - а у Вас в знаменателе указан |z|, который не равен (x^2 + y^2), если я верно вычислил (IMG:style_emoticons/default/blush.gif)

Ну я вам подала идею, а вы уж дальше должны как-то сами.
А что вы знаете про модуль комплексного числа? Т.К. |z|^2 = |x+iy|^2 =x^2 + y^2.
Цитата
Еще не привык к использованию комплексных чисел, поэтому идея о разложении суммы квадратов x^2 + y^2 = (x-iy)(x+iy) мне в голову не пришла.

насколько я понимаю, эта формула использовалась в обратном порядке: (x-iy)(x+iy)=x^2 + y^2
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
Ярослав_
сообщение 26.2.2008, 18:38
Сообщение #8


Старший преподаватель
*****

Группа: Преподаватели
Сообщений: 1 598
Регистрация: 3.1.2008
Город: Тольятти
Учебное заведение: УРАО



Lister, Надо отдать должное tig81, нас натолкнули на решение, после w=1/z. (IMG:style_emoticons/default/smile.gif)
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
tig81
сообщение 26.2.2008, 18:42
Сообщение #9


Академик
********

Группа: Преподаватели
Сообщений: 15 617
Регистрация: 15.12.2007
Город: Украина, Запорожье
Учебное заведение: ЗНУ
Вы: преподаватель



Цитата(Ярославвв @ 26.2.2008, 20:38) *

Lister Надо отдать должное tig81, нас натолкнули на решение, после w=1/z. (IMG:style_emoticons/default/smile.gif)

вас сильно наталкивать не надо, только так легонечко. (IMG:style_emoticons/default/thumbsup.gif)
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
Lister
сообщение 26.2.2008, 18:51
Сообщение #10


Новичок
*

Группа: Продвинутые
Сообщений: 6
Регистрация: 15.12.2007
Из: Москва
Город: Moscow
Учебное заведение: ИЭиК



Еще раз всем спасибо, у меня была мысль воспользоваться равенством w = 1/z, однако я почему-то не придал этому особого значения - оказалось, зря (IMG:style_emoticons/default/smile.gif) Теперь вижу, что в комплексном анализе уделять внимание таким, казалось бы, "мелочам", очень важно.
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
tig81
сообщение 26.2.2008, 18:56
Сообщение #11


Академик
********

Группа: Преподаватели
Сообщений: 15 617
Регистрация: 15.12.2007
Город: Украина, Запорожье
Учебное заведение: ЗНУ
Вы: преподаватель



Цитата(Lister @ 26.2.2008, 20:51) *

Еще раз всем спасибо, у меня была мысль воспользоваться равенством w = 1/z, однако я почему-то не придал этому особого значения - оказалось, зря (IMG:style_emoticons/default/smile.gif) Теперь вижу, что в комплексном анализе уделять внимание таким, казалось бы, "мелочам", очень важно.

да и не только в комплексном анализе таким "мелочам" важно уделять вниманние.
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
Lister
сообщение 26.2.2008, 19:19
Сообщение #12


Новичок
*

Группа: Продвинутые
Сообщений: 6
Регистрация: 15.12.2007
Из: Москва
Город: Moscow
Учебное заведение: ИЭиК



Еще один вопрос - надеюсь, можно задать в этом топике - при решении задачи о восстановлении функции по ее вещественной части с помощью условий Коши-Римана получил интеграл (кстати, по счастливому совпадению, искомая функция - как раз та, задача о нахождении которой была рассмотрена выше):

INT ( (y^2 - x^2) / (y^2 + x^2)^2 ) dy

Ответ, собственно, уже известен - первообразная будет равна (-y)/(y^2 + x^2).

Но все-таки хочется решить задачу самостоятельно - почему-то при взятии интеграла методом неопределенных коэффициентов возникают трудности, я делал так:

( (y^2 - x^2) / (y^2 + x^2)^2 ) = (A*y+(IMG:style_emoticons/default/cool.gif)(y^2 + x^2) + (C*y+D)/((y^2 + x^2)^2)

Получаем A*y + B + C*y^3 + C*y*x^2 + D*y^2 + D*x^2 = y^2 - x^2
Отсюда B = -2x^2, D = 1, искомый интеграл преобразовывается как

INT ( (y^2 - x^2) / (y^2 + x^2)^2 ) dy = INT (-2x^2)/(y^2 + x^2) dy + INT (1/(y^2 + x^2)^2) dy

Проверил - разложение верно, однако сомневаюсь, что здесь нужно действовать именно так. Мне почему-то кажется, что для взятия нашего интеграла существует гораздо более изящный метод, который я упустил из вида. Буду благодарен, если кто-нибудь сможет его указать (IMG:style_emoticons/default/smile.gif)

Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
tig81
сообщение 26.2.2008, 20:44
Сообщение #13


Академик
********

Группа: Преподаватели
Сообщений: 15 617
Регистрация: 15.12.2007
Город: Украина, Запорожье
Учебное заведение: ЗНУ
Вы: преподаватель



Цитата(Lister @ 26.2.2008, 21:19) *

Еще один вопрос - надеюсь, можно задать в этом топике - при решении задачи о восстановлении функции по ее вещественной части с помощью условий Коши-Римана получил интеграл (кстати, по счастливому совпадению, искомая функция - как раз та, задача о нахождении которой была рассмотрена выше):

INT ( (y^2 - x^2) / (y^2 + x^2)^2 ) dy

Ответ, собственно, уже известен - первообразная будет равна (-y)/(y^2 + x^2).

Но все-таки хочется решить задачу самостоятельно - почему-то при взятии интеграла методом неопределенных коэффициентов возникают трудности, я делал так:

( (y^2 - x^2) / (y^2 + x^2)^2 ) = (A*y+(IMG:style_emoticons/default/cool.gif)(y^2 + x^2) + (C*y+D)/((y^2 + x^2)^2)

Получаем A*y + B + C*y^3 + C*y*x^2 + D*y^2 + D*x^2 = y^2 - x^2
Отсюда B = -2x^2, D = 1, искомый интеграл преобразовывается как

INT ( (y^2 - x^2) / (y^2 + x^2)^2 ) dy = INT (-2x^2)/(y^2 + x^2) dy + INT (1/(y^2 + x^2)^2) dy

Проверил - разложение верно, однако сомневаюсь, что здесь нужно действовать именно так. Мне почему-то кажется, что для взятия нашего интеграла существует гораздо более изящный метод, который я упустил из вида. Буду благодарен, если кто-нибудь сможет его указать (IMG:style_emoticons/default/smile.gif)

Попробуйте заменой переменных y=x*tgt
Но проще это или нет сказать не могу
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения

Ответить в эту темуОткрыть новую тему
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 



- Текстовая версия Сейчас: 27.4.2024, 16:02

Книжки в помощь: "Сборник заданий по высшей математике" Кузнецов Л.А., "Сборник заданий по высшей математике" Чудесенко В.Ф., "Индивидуальные задания по высшей математике" Рябушко А.П., и другие.




Зеркало сайта Решебник.Ру - reshebnik.org.ru