6. FUNKCJE ZMIENNEJ ZESPOLONEJ.

POCHODNA, HOLOMORFICZNOŚ Ć, ZWIAZEK Z FUNKCJAMI

,

HARMONICZNYMI.

1. Wyznaczyć cześć rzeczywista i cześć urojona funkcji f (z) = z+1 .

,

,

,

,

z−1

2. Niech f (x, y) = u(x, y) + iv(x, y), gdzie u(x, y) = x2 − y2 + x, v(x, y) = 2xy + y.

Przedstawić f jako funkcje zmiennej zespolonej.

,

3. Niech

z

f (z) =

.

|z| + 1

Wykazać, że

a) f jest ciag la w

,

C

b) f jest różnowartościowa

c) f (C) = D(0, 1).

4. Zbadać ciag lość funkcji

,

Rez

dla z 6= 0

Rez2

dla z 6= 0

a)

f (z) =

z

b)

f (z) =

z

0

dla z = 0

0

dla z = 0

5. Wykazać, że dla dowolnego w ∈ C \ {0} i dla dowolnego α ∈ R równanie ez = w ma dok ladnie jedno rozwiazanie w pasie {z ∈

,

C : α < Imz ≤ α + 2π}.

6. Wykazać, że dla dowolnych z1, z2 ∈ C

ez1+z2 = ez1ez2.

7. Czy istnieje z ∈ C, dla którego tgz = i ? Jakich wartości nie przyjmuje funkcja tgz ?

8. Wyznaczyć cześć rzeczywista i cześć urojona funkcji : a) sin z

b) cos z.

,

,

,

,

9. Wykazać, że dla dowolnego z = x + iy zachodzi nierówność

| sinh y| ≤ | cos z| ≤ cosh y.

10. Rozwiazać równanie sin z = 100.

,

11. Wyznaczyć wszystkie wartośći wyrażeń a) ii

b) ln(−1).

12. Bezpośrednio z definicji wykazać, że funkcja dana wzorem f (z) = Rez nie ma pochodnej w żadnym punkcie.

13. Sprawdzić, w jakich punktach funkcja f (z) = |z| ma pochodna.

,

14. Sprawdzić czy funkcja dana wzorem p

f (z) =

|Rez| · |Imz|

spe lnia warunki Cauchy-Riemanna w punkcie z = 0. Czy istnieje f 0(0)?

15. Sprawdzić, w jakich punktach funkcja dana wzorem f (z) = zImz spe lnia warunki Cauchy-Riemanna.

16. Zbadać, czy funkcja dana wzorem f (z) = Rez · Imz ma pochodna w punkcie z = 0.

,

17. Zbadać istnienie pochodnej funkcji f (z) = z ¯

z oraz znaleźć jej pochodna w punktach, w

,

których istnieje.

18. Korzystajac z zadania 13 wykazać, że funkcja dana wzorem

,

z

f (z) = 1 + |z|

nie jest holomorficzna w żadnym punkcie.

19. Niech f (z) = ¯

z2.

a) Obliczyć ∂f . W jakich punktach p laszczyzny istnieje f 0(z)?

∂ ¯

z

b) Obliczyć ∂f .

∂z

c) W jakich punktach p laszczyzny f jest funkcja holomorficzna?

,

,

20. Niech f (z) = z3. Wykazać, że nie istnieje punkt z należacy do odcinka laczacego

,

,

,

punkty 1 oraz i taki, że

f (i) − f (1) = f0(c)

i − 1

Z tego zadania wynika, że twierdzenie Lagrange’a o wartości średniej nie zachodzi dla funkcji f : C → C.

21. Niech f ∈ H(D(0, R)). Udowodnić, że: a) jeśli f 0(z) = 0 dla dowolnego z ∈ D(0, R), to f jest sta la w D(0, R), b) jeśli |f (z)| jest funkcja sta la w D(0, R) to f jest sta la w D(0, R).

,

,

22. Niech f ∈ H(D(0, R)), przy czym f (z) = u(x, y) + iv(x, y). Udowodnić, że jeśli u2 ≡ v w D(0, R), to f jest sta la w D(0, R).

23. Znaleźć funkcje holomorficzna f (z) = u(x, y) + iv(x, y) (a nastepnie zapisać ja w postaci

,

,

,

,

zespolonej) wiedzac, że

,

x

u(x, y) =

.

x2 + y2

24. * Wyznaczyć wszystkie funkcje harmoniczne w C \ {0}, które sa sta le na okregach

,

,

{z ∈ C : |z| = r}.

25. Wykazać, że funkcje f (z) = ln |z| oraz g(z) = Argz sa funkcjami harmonicznymi

,

sprzeżonymi w obszarze

,

C \ {x ∈ R : x ≤ 0} .

26. Wyznaczyć funkcje harmoniczna sprzeżona z funkcja u(x, y) = x2 − y2 + xy. Nastepnie

,

,

,

,

,

,

wyznaczyć funkcje holomorficzna f (jako funkcje zmiennej z), której cześcia rzeczywista jest

,

,

,

,

,

,

u(x, y).

27. Wyznaczyć funkcje harmoniczna sprzeżona z funkcja v(x, y) = e−x(y cos y − x sin y).

,

,

,

,

,

Wyznaczyć funkcje holomorficzna f , której cześcia urojona jest v(x, y).

,

,

,

,

,