Funciones de Variable Compleja



Documentos relacionados
III. FUNCIONES EXPONENCIALES Y LOGARÍTMICAS

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE COSTA RICA ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA CURSO: MODELOS DE SISTEMAS CÁLCULO DE RESIDUOS Y SUS APLICACIONES

COMPUTACIÓN. Práctica nº 2

EJERCICIOS RESUELTOS DE FUNCIONES REALES DE VARIABLE REAL

Capítulo V CONDICIONES DE FRONTERA Y MODELAMIENTO NUMÉRICO EN ECUACIONES DIFERENCIALES

lm í d x = lm í ln x + x 1 H = lm í x + e x 2

REPRESENTACION GRAFICA.

UNA INVITACIÓN AL ESTUDIO DE LAS ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS. Maritza de Franco

PROBLEMAS RESUELTOS SELECTIVIDAD ANDALUCÍA 2009 MATEMÁTICAS II TEMA 5: INTEGRALES

NÚMEROS COMPLEJOS. Autor: Patrici Molinàs Mata José Francisco Martínez Boscá NÚMEROS COMPLEJOS

f (x)dx = f (x) dx. Si la respuesta es afirmativa justifíquese, si es negativa,

VARIACIÓN DE IMPEDANCIAS CON LA FRECUENCIA EN CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA

EJERCICIOS UNIDADES 3 y 4: INTEGRACIÓN DE FUNCIONES

El área del rectángulo será A = p q, donde p 0,2 es variable y q depende de p. ( ) ( ) ( )

CAPITULO 5. ECUACIONES DIFERENCIALES DE ORDEN N Introducción Reducción de orden

Aplicaciones de la distribución weibull en ingeniería

Matemáticas Avanzadas para Ingeniería Funciones reales extendidas al Plano Complejo, problemas resueltos

I, al tener una ecuación. diferencial de segundo orden de la forma (1)

Matemáticas II TEMA 8 Derivadas. Teorema. Regla de L Hôpital Problemas Propuestos

TABLA DE DERIVADAS. g f

Matemáticas II TEMA 8 Derivadas. Teorema. Regla de L Hôpital Problemas Propuestos

Ejercicios para aprender a integrar

Ejercicios 16/17 Lección 6. Funciones Calcula el dominio de definición y el recorrido de las funciones siguientes a) p(x) = x(x + 1)(x + 2)

RADIO CRÍTICO DE AISLACIÓN

GRUPOS Y SEMIGRUPOS. Unidad 5

3. [2014] [JUN-A] Calcule el área de la región plana limitada por la gráfica de la función f(x) = cos x, el eje OX y las rectas x = 0 y x = 2.

LÍMITES DE FUNCIONES.

Ejercicios 17/18 Lección 6. Funciones Calcula el dominio de definición y el recorrido de las funciones siguientes a) p(x) = x(x + 1)(x + 2)

( y la cuerda a la misma que une los puntos de abscisas x = 1 y x = 1. (2,5 punto)

LIMITES DE FUNCIONES EN 1D

PROBLEMAS RESUELTOS SELECTIVIDAD ANDALUCÍA 2013 MATEMÁTICAS II TEMA 5: INTEGRALES

9 TRASLACIONES, GIROS Y SIMETRÍAS EN EL PLANO

Problemas Resueltos. el radio de la órbita circular, y la energía tiene el valor GMm 2 = a GM. 0. Es decir, 2 T 4π. GMm

Ejercicios para aprender a integrar Propiedades de las integrales:

9 TRASLACIONES, GIROS Y SIMETRÍAS EN EL PLANO

6. [ARAG] [JUN-A] Sea F(x) = 7. [ARAG] [JUN-B] Calcular

I. E. S. ATENEA. SAN SEBASTIÁN DE LOS REYES EXAMEN PARCIAL. PRIMERA EVALUACIÓN. ANÁLISIS

ESTUDIO DE UNA FUNCIÓN CON AYUDA DE LA DERIVADA. 1. a) Halla los valores de los coeficientes b, c y d para que la gráfica de la función

INTEGRALES 5.1 Primitiva de una función. Integral indefinida. Propiedades.

Para que exista límite de una f(x) en un punto han de coincidir los límites laterales en dicho punto.

105 EJERCICIOS de DERIVABILIDAD 2º BACH.

APUNTES DE CLASE MACROECONOMÍA CAPÍTULO Nº 8 LA RENTABILIDAD EN MONEDA NACIONAL DE UNA INVERSIÓN EN MONEDA EXTRANJERA AGOSTO 2008 LIMA PERÚ

Problemas Temas 9-10 Transformadas de Laplace y Fourier

( ) Calcula las siguientes integrales. Soluciones. 1 x. arctan. x 4x sen x dx. x 2. 11arctan. x dx + 2. e x. e arctan e. e dx.

Definición de derivada

SOLUCIONES A LOS EJERCICIOS DE LOS EXÁMENES DE ANÁLISIS CURSO

TERMODINAMICA 1 1 Ley de la Termodinámica aplicada a Volumenes de Control

Anexo V "Acuerdos de Sistemas para la Facturación' del Convenio poro la Comercialización o Reventa de Servicios

Una onda es una perturbación que se propaga y transporta energía.

Soluciones a los ejercicios propuestos Unidad 1. El conjunto de los números reales Matemáticas aplicadas a las Ciencias Sociales I

PROBLEMAS RESUELTOS DE RECTAS TANGENTES Y NORMALES

APLICACIONES DE LAS ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS DE PRIMER ORDEN A PROBLEMAS QUE INVOLUCRAN A LA RECTA TANGENTE Y LA RECTA NORMAL

2x 1. (x+ 1) e + 1 2x. 3.- Derivabilidad de una función. 6x 5, si2 x 4

CARACTERÍSTICAS EXTERNAS y REGULACIÓN de TRANSFORMADORES

Límites finitos cuando x: ˆ

TEMA 11. La integral definida Problemas Resueltos

SOLUCIONES A LOS EXÁMENES DE ANÁLISIS

1. LÍMITE DE UNA FUNCIÓN REAL

UNIDAD DOS FUNCIONES, TRIGONOMETRÍA E HIPERNOMETRÍA

INTEGRAL INDEFINIDA MÉTODOS ELEMENTALES DE INTEGRACIÓN

91 EJERCICIOS de DERIVABILIDAD 2º BACH.

Ejercicios resueltos Distribuciones discretas y continuas

5. Convergencia de integrales impropias. Las funciones Γ y Β de Euler.

Integrales indefinidas. 2Bach.

Ecuación para cirquitones en líneas de transmisión con carga eléctrica discreta. K. J. Candía

98 EJERCICIOS de DERIVABILIDAD 2º BACH.

OPCIÓN A. MATEMÁTICAS 2º BACHILLERATO B Lo contrario de vivir es no arriesgarse. Fito y los Fitipaldis

RESUMEN MOTORES CORRIENTE CONTINUA

2. En el punto x = 0, f ( x) a) Un mínimo local. b) Un máximo local. c) Ninguna de las anteriores. Solución:

Ejemplo: Resolvemos Sin solución. O siempre es positiva o siempre es negativa. Damos un valor cualquiera Siempre + D(f) =

Unidad 11 Derivadas 4

Transcripción:

Funcions d Variabl Complja Modlos d Sistmas II Smstr 2008 Ing. Gabrila Ortiz L 1

Función Concpto Matmático Considrando los conjuntos X Y una función comprnd una rlación o rgla qu asocia a cada lmnto x X un solo lmnto d Y. S dic qu f mapa o transforma l lmnto x n l lmnto f : x f( x) ( x X ) Ing. Gabrila Ortiz L 2

Funcions d variabl complja Variabl indpndint s d la forma zx+j x,: Númros rals j -1 En gnral f(z) también s complja Si z x + j f( z) u + jv w Ing. Gabrila Ortiz L 3

Rprsntación gráfica Funcions rals Dibujamos x f(x) n un solo conjunto d js Funcions compljas Los valors d x, f(z) no s dibujan n un solo conjunto zx+j S dibuja n l plano z wf(z)u+jv s rprsnta n l plano w Ing. Gabrila Ortiz L 4

Funcions d variabl complja Dominio Conjunto d númros compljos C. Todo l plano z Rango Subconjunto d C Conjunto imagn pud sr sólo part dl plano w Ing. Gabrila Ortiz L 5

Funcions d variabl complja Cómo ncontramos la imagn n l plano w d, por jmplo, una rcta n l plano z? Dos formas d hacrlo Spara z w n sus parts ral imaginaria. Igualar las parts d z w Encontrar las curvas imágns n l plano w Rorganizar la xprsión para w dducir las propidads dl mapo dirctamnt Ing. Gabrila Ortiz L 6

Dscripcions Punto fijo S da cuando w z Mapo Invrso Equivalnt a función invrsa n R Dado un punto n l plano w podmos ncontrar d qu punto n l plano z provin Condicions para qu xista un mapo invrso zg(w) El punto n l plano w prtnc al conjunto imagn dl mapo f(z) Cada w dl conjunto imagn db ir a un punto z n l plano z Ing. Gabrila Ortiz L 7

Ing. Gabrila Ortiz L 8 Dscripcions Ecuación d una rcta Ecuación d un círculo compljas cts b a b z a z rals cts m c c mx +,, b t r t a t r t x r b a x r z z + + + ) sin( ) ( ) cos( ) ( ) ( ) ( 2 2 2 0

Mapo Linal Es l mapo d la forma: w α z + β Dond w, z son variabls compljas α, β son constants compljas Ing. Gabrila Ortiz L 9

Mapo Linal (α0) Si α0+j0 ntoncs wβ sin importar l valor d z Propidads Todo l plano z s mapado a un punto β dl plano w El conjunto imagn s sólo un punto Particularmnt tnmos qu z β s mapa n w β. Entoncs β s un punto fijo d st mapo No tin mapo invrso Ing. Gabrila Ortiz L 10

Mapo Linal (β0, α 0) En st caso Propidads Orign s l único punto fijo w α z Mapa l orign dl plano z n l orign dl plano w. No ha traslación Exist mapo invrso Ing. Gabrila Ortiz L 11

Mapo Linal (β 0, α 0) Caso gnral Pud considrars n dos parts ζαz: S considra igual al caso d β0, α 0 w ζ+β: traslación Propidads w α z + β Rctas n l plano z son mapadas n rctas corrspondints n l plano w Círculos n l plano z son mapados n círculos n l plano w Ing. Gabrila Ortiz L 12

Ejmplo 1 El mapo wαz+β transforma l punto z1+j n l punto wj l punto z1 j n l punto w 1. Dtrmin α β (constants compljas) Encuntr la rgión n l plano w corrspondint al smiplano R{z} 0 n l plano z Encuntr la rgión n l plano w corrspondint al intrior dl círculo unitario z <1 n l plano z Encuntr los puntos fijos dl mapo Ing. Gabrila Ortiz L 13

Ejrcicio Considr la función w jz + 4 3j. Siguindo lo visto hasta ahora, dmustr con un diagrama qu l mapo s una combinación d traslación rotación Encuntr la imagn n l plano w d la lína 6x+2 n l plano z bajo l mapo dado. (zx+j) Ing. Gabrila Ortiz L 14

Mapo d Invrsión Es l mapo d la forma: w 1 z Al igual qu n l caso antrior, nos intrsa obsrvar la imagn d círculos rctas dl plano z bajo st mapo Ing. Gabrila Ortiz L 15

Mapo d Invrsión Imagn d un círculo n l plano z bajo l mapo w1/z Círculo n l plano z s mapado a círculos n l plano w bajo l mapo w1/z, xcpto cuando r z 0 n cuo caso tnmos una rcta n l plano w plano z plano w plano z plano w Ing. Gabrila Ortiz L 16

Mapo d Invrsión Imagn d una lína n l plano z bajo l mapo w1/z Si la rcta n l plano z pasa por l orign ntoncs la transformación dada por w1/z, s una rcta n l plano w qu pasa por l orign. plano z plano w plano z plano w Ing. Gabrila Ortiz L 17

Mapo d Invrsión Propidads Puntos fijos: En st mapo s dan cuando z1/z z 2 1 qu tin dos valors posibls z±1 z0 s mapado n l infinito n l plano w w0 s mapado n l infinito n l plano z Ing. Gabrila Ortiz L 18

Ejmplo 2 Dtrmin la tractoria imagn n l plano w corrspondint al círculo z 3 2 n l plano z bajo l mapo w1/z. Ing. Gabrila Ortiz L 19

Mapo Bilinal Es l mapo d la forma: Dond w a z + b cz + d w, z son variabls compljas a, b, c, d son constants compljas Si c 0 d 1, tnmos l mapo linal visto antriormnt Ing. Gabrila Ortiz L 20

Mapo Bilinal S pud intrprtar st mapo como una sucsión d los mapos antriors. Multiplicamos az por c/c sumamos ad/c ad/c xprsamos la cuación como: w c ( az) c ad + b + c cz + d ad c a c ( cz ad + d) c cz + d + b Ing. Gabrila Ortiz L 21

Mapo Bilinal El mapo bilinal s pud xprsar ntoncs como: w a c bc ad c( cz + d) Esta cuación rprsnta un mapo bilinal si l dtrminant d la cuación no s cro: a c b d + Ing. Gabrila Ortiz L 22 ad bc 0

Mapo Bilinal Si l dtrminant dl mapo s difrnt d cro, podmos dspjar l mapo invrso: z dw + b cw a Esta cuación rprsnta un mapo bilinal si l dtrminant d la cuación no s cro: d c b a da bc 0 Ing. Gabrila Ortiz L 23

Comportaminto mapo bilinal Partindo d: w a c bc ad c( cz + d) Dfinimos las siguints magnituds: Tnmos: + λ µ α a bc c cd c β µ w λ + α z + β 2 Ing. Gabrila Ortiz L 24 ad

Comportaminto mapo bilinal Ahora s pud dividir l mapo n: z 1 z 2 α z + β 1 z 1 w λ + µ z 2 Mapo Linal Mapo d Invrsión Mapo Linal Ing. Gabrila Ortiz L 25

Comportaminto mapo bilinal El mapo bilinal transforma o mapa círculos o rctas n l plano z n círculos o rctas n l plano w Ing. Gabrila Ortiz L 26

Ejmplo 3 Encontrar la imagn n l plano w dl círculo z 2 n l plano z bajo l mapo bilinal: w z z + j j Ing. Gabrila Ortiz L 27

Funcions Elmntals (1) Función xponncial Forma cartsiana z ( x+ j) x j Aplicando la idntidad d Eulr z x (cos + jsin ) z x cos + x jsin ) u( x, v( x, ) ) x cos Sparando x sin Ing. Gabrila Ortiz L 28 parts rals imaginarias

Funcions Elmntals (2) Función xponncial Forma polar z r Aplicando la idntidad d Eulr z r(cosθ + jsinθ) z R( r, ϕ ( r, θ θ ) ) r (cosθ) r Ing. Gabrila Ortiz L 29 jθ r rcosθ sin θ ( jsinθ)

Funcions Elmntals (3) Función sno Conocmos qu: sin x 2 j Aplicando l mapo w sin z tnmos jx jx w sin z 2 j( x+ j) j( x+ j) jx j jx 2 j 2 j j 2 w sin z jx 2 j Ing. Gabrila Ortiz L 30 jx

Funcions Elmntals (4) Función sno Aplicando la idntidad d Eulr sin z (cos x + j sin x) 2 j (cos x jsin x) ( )cos x + 2 j( j + )sin x Ing. Gabrila Ortiz L 31

Funcions Elmntals (5) Función sno Admás tnmos qu: cosh x Sustitundo: w Entoncs: x + 2 x sinh x cos xsinh sin z + j u( x, v( x, ) ) 2 sin xcosh j j Ing. Gabrila Ortiz L 32 sin xcosh cos xsinh x x

Funcions Elmntals (6) Función Logarítmica ln z ln r jθ ln r + ln jθ ln z ln r + jθ u( x, ) ln r ln x 2 + 2 v( x, ) θ tan 1 x Ing. Gabrila Ortiz L 33

Ejmplo 4 Si z 2 dond z2 j(π+2nπ) ; n Z. Evaluar ln( 2) Ing. Gabrila Ortiz L 34

Rfrncias [1] Alvarado Moa, Pablo. Sñals Sistmas. Fundamntos Matmáticos. 1a Ed. Cartago, Costa Rica: Instituto Tcnológico d Costa Rica, Cntro d Dsarrollo d Matrial Bibliográfico, 2008. ISBN 978-9968-514-06 [2] R. V. Churchill, J. Ward Brown. Variabl Complja Aplicacions. McGraw Hill, 5 dition, 1992. [3] G. Jams. Matmáticas Avanzadas para Ingniría. Prntic Hall, 2 dition, 2002. [4] M. R. Spigl. Variabl Complja. Schaum. McGraw Hill, 1991 Ing. Gabrila Ortiz L 35