3 svar
109 visningar
naytte behöver inte mer hjälp
naytte Online 8369 – Moderator
Postad: 23 aug 02:13 Redigerad: 23 aug 02:15

Komplex analys - Rouchés sats på ett komplicerat område

Hej!

Jag sitter med uppgiften nedan och skulle vilja veta huruvida min lösning är korrekt (det är ett feltryck i uppgiften):

För att ens kunna tillämpa Rouchés sats måste vi förstå vilket område det rör sig om. Vi kan kalla Rez=:x\mathrm{Re}z =: x och Imz=:y\mathrm{Im} z =: y. I så fall ger olikheterna, inritat i ett koordinatsystem,

Kalla detta område för AA och kalla dess rand för ∂A\partial A. Vi noterar att funktionen i fråga är analytisk inom AA och på dess rand. Definiera fz=z3+zf\left(z\right)=z^3+z samt gz=ez/3g\left(z\right)=e^{z/3}. Vi har för alla z∈∂Az\in \partial A att:

|gz|=|ez/3|=ex/3≤e\displaystyle |g\left(z\right)|=|e^{z/3}|=e^{x/3}\le e

Vi har dessutom att

fz=|z3+z|≥|z|3-|z|\displaystyle \left|f\left(z\right)\right|=|z^3+z| \ge |z|^3-|z|

Notera att för alla z∈∂Az\in \partial A är |z|≤3|z| \le 3. Därför följer det för alla sådana zz att

|z|3-|z|≥|z|3-3\displaystyle |z|^3-|z| \ge |z|^3-3

Eftersom det kortaste avståndet mellan en punkt och en linje är det avstånd som är vinkelrätt mot linjen inser vi att det minsta avståndet från origo till y=3-xy=3-x är y=3/2y=3/2, med x=3/2x=3/2. Så vi har att för alla z∈∂Az\in \partial A:

z≥2·322=32\displaystyle \left|z\right| \ge \sqrt{2\cdot \left(\frac{3}{2}\right)^2}=\frac{3}{\sqrt{2}}

Således följer det att

z3-3≥323-3=2722-3≥273-3=9-3=6>e\displaystyle \left|z\right|^3-3 \ge \left(\frac{3}{\sqrt{2}}\right)^3-3=\frac{27}{2\sqrt{2}}-3\ge \frac{27}{3}-3=9-3=6 >e

Således har vi visat att för alla z∈∂Az\in \partial A:

fz>|gz|\displaystyle \left|f\left(z\right)\right|\gt |g\left(z\right)|

Enligt Rouchés sats gäller det alltså att ff har lika många nollställen inom AA som f+gf+g. ff har tre nollställen inom AA, så därför har f+gf+g också detta. Inget av dem ligger på ∂A\partial A.

▪\blacksquare

bump

LuMa07 769
Postad: 24 aug 18:25 Redigerad: 24 aug 18:25

Det ser bra ut. I slutet påstår du att ff har tre nollställen inom AA, vilket det verkligen har, men du har inte bevisat det. (Du behöver nog inte kommentera något om ∂A\partial A. I denna uppgift skall man undersöka antalet rötter i det öppna området AA, d.v.s. i området utan randen. I en av dina tidigare tråd där antalet poler skulle bestämmas, så var området slutet, d.v.s. området med randen, varför man behövde säga något om randen där.)

Ah okej, då är jag med på när man måste ta med randen i argumentet!

Jag glömde bara skriva med lösningen till f(z)=0f(z)=0 men det är ju bara en enkel ekvation.

Tack för hjälpen!

Svara
Close