Laurent rekke

Her kan du stille spørsmål vedrørende problemer og oppgaver i matematikk på høyskolenivå. Alle som har kunnskapen er velkommen med et svar. Men, ikke forvent at admin i matematikk.net er spesielt aktive her.

Moderators: Vektormannen, espen180, Aleks855, Solar Plexsus, Gustav, Nebuchadnezzar, Janhaa

Post Reply
krje1980
Leibniz
Leibniz
Posts: 964
Joined: 04/04-2009 20:55

Hei.

Jeg står litt fast på følgende oppgave:

Prove that if:

[tex]f(z) = \frac{cos z}{(z^2) - (\pi/2)^2}[/tex] when z [symbol:ikke_lik] [symbol:plussminus] [symbol:pi] /2

and

[tex]f(z) = - \frac{1}{\pi}[/tex] when z = [symbol:plussminus] [symbol:pi] /2

then [tex]f[/tex] is an entire function.


OK. I og med at denne oppgaven ligger i kapitlet om Laurent rekker regner jeg med at jeg skal skrive f(z) som en rekke og vise at når z går mot [tex] \frac{\pi}{2}[/tex] så vil f(z) gå mot [tex] - \frac{1}{\pi}[/tex]. Men ser ikke helt hvordan jeg skal få til et velegnet uttrykk for rekken. Jeg har altså:

[tex] \frac{1}{(z^2) - (\pi/2)^2}\sum_{i=0}^\infty \frac{(-1)^n z^{2n}}{(2n!)}[/tex]

Hvordan kan jeg gå videre herfra? Jeg vet godt hvordan jeg kunne gjort dette videre, hadde det ikke vært for [tex](\frac{\pi}{2})^2[/tex] uttrykket i nevneren her.

Setter stor pris på tips/hjelp!
drgz
Fermat
Fermat
Posts: 757
Joined: 24/12-2008 23:22

Har du prøvd med å bruke [tex]\frac{1}{z^2-\left(\pi/2\right)^2}=\frac{1}{(z-\pi/2)(z+\pi/2)}[/tex]

og sjekke for de to mulighetene du får, dvs se hva slags rekker du får for

[tex]\frac{1}{z-\pi/2}[/tex] og [tex]\frac{1}{z+\pi/2}[/tex]?
krje1980
Leibniz
Leibniz
Posts: 964
Joined: 04/04-2009 20:55

Hei.

Jeg har prøvd dette, ja. Har så brukt delbrøksoppspalting for å skrive dette som to uttrykk. Får da:

[tex] \frac {- \frac{1}{\pi}}{z + \frac{\pi}{2}} + \frac { \frac {1}{\pi}}{z - \frac {\pi}{2}}[/tex]

Men når jeg så skriver rekkene for disse to, og multipliserer disse med rekken for cos z, så får jeg fremdeles ikke samme svar.
drgz
Fermat
Fermat
Posts: 757
Joined: 24/12-2008 23:22

Men du rekkeutvikler om riktig singularitet også, så du får riktig argument i Taylorrekken for [tex]\cos(z)[/tex]?

F.eks [tex]\cos\left((z-\pi/2)+\pi/2\right) = -\sin(z-\pi/2)[/tex]

også rekkeutvikler du om [tex]z_0 = \pi/2[/tex].

Må også si at det kan være at jeg husker helt feil hvordan dette med Laurentrekker er (så det er sagt).
krje1980
Leibniz
Leibniz
Posts: 964
Joined: 04/04-2009 20:55

Takk skal du ha! Jeg har putlet litt mer med oppgaven, men har funnet ut at regnestykket nok blir såpass komplekst at jeg ikke orker mer :). Tror imidlertid at jeg i hvert fall er med på fremgangsmåten.
Gustav
Tyrann
Tyrann
Posts: 4563
Joined: 12/12-2008 12:44

Hva med å rekkeutvikle cos(z) om punktet z=pi/2. Da får du en sum av potenser av (z-pi/2). skriv (z^2-(pi/2)^2)=(z-pi/2)(z+pi/2)). Da kansellerer z-pi/2 mot leddene i rekkeutviklingen til cos, og man står igjen med en potensrekke multiplisert med en faktor 1/(z+pi/2). Så kan man bruke taylorrekka til 1/((z-pi/2)+pi/2) om z=pi/2.

Vi får da representert funksjonen ved en potensrekke om den ene singulariteten, som er konvergent i en omegn om punktet, og f er da deriverbar i dette området. Man kan gjøre tilsvarende for den andre singulariteten.
krje1980
Leibniz
Leibniz
Posts: 964
Joined: 04/04-2009 20:55

plutarco wrote:Hva med å rekkeutvikle cos(z) om punktet z=pi/2. Da får du en sum av potenser av (z-pi/2). skriv (z^2-(pi/2)^2)=(z-pi/2)(z+pi/2)). Da kansellerer z-pi/2 mot leddene i rekkeutviklingen til cos, og man står igjen med en potensrekke multiplisert med en faktor 1/(z+pi/2). Så kan man bruke taylorrekka til 1/((z-pi/2)+pi/2) om z=pi/2.

Vi får da representert funksjonen ved en potensrekke om den ene singulariteten, som er konvergent i en omegn om punktet, og f er da deriverbar i dette området. Man kan gjøre tilsvarende for den andre singulariteten.
Tusen takk, plutarco! Nå fikk jeg oppgaven til å gå opp :)
Post Reply