Residuen Berechnen

Erste Frage Aufrufe: 2245     Aktiv: 15.02.2021 um 23:28

0
Liebe Community,

Ich lerne grad für meine Mathematik Prüfung (für Maschinenbau) und eines der Hauptthemengebiete dabei ist die Komplexe Funktionentheorie. Dabei scheitert es mir manchmal schon am Berechnen des Residuums einer komplexen Funktion. Grundsätzlich verstehe ich die Vorangehensweise mit der Laurentenwicklung bzw. der Formel, aber bei manchen Beispielen geht das irgendwie anders. 
Da ich auch zum Teil unvollständige Lösungen zu den Beispielen habe, wäre es voll toll, wenn jemand am besten Schritt für Schritt (idiotensicher) folgende Beispiele vorrechnen könnte: 

Man soll das Residuum der Funktionen an ihren Polstellen bestimmen:
a) f(z) = 1/ {sin(z)}
b) f(z) = 1/ {1- (e^(z)}
c) f(z) = z/ {1 - cos(z)}

Ich komme im Übrigen bei allen auf das richtige Ergebnis (nachgeprüft mit Wolfram Alpha), aber beim Rechenweg bin ich mir nicht ganz sicher, ob ich das so machen darf.

Danke schon im Voraus!
kiehl

Neues Beispiel, wo ich nicht verstehe, wie man auf das Ergebnis kommt, vielleicht kann da jemand mir noch weiterhelfen: 
gefragt

Punkte: 12

 

Danke für deinen Vorschlag! Ich glaube, ich bin der Lösung ein bisschen näher gekommen, ich bin mir aber nicht 100% sicher und wäre daher über ein Feedback, ob mein Rechenweg auch wirklich so stimmt, unheimlich dankbar!
Ich hab hier einfach die Formel zur Berechnung des Residuums angewendet, die Laurentreihe zu bilden, da komm ich leider nicht weiter. Selbstverständlich würde ich mich über entsprechende Lösungsvorschläge mittels der Laurententwicklung auch unheimlich freuen! :)
Lg
  ─   k.kiehl 12.02.2021 um 11:20
Kommentar schreiben
1 Antwort
0
Das ist alles in Ordnung, es geht halt so, weil es alles Polstellen 1. Ordnung sind.
Zu den Laurent-Reihen: Die komplette Laurent-Reihe aufzustellen für diese Funktionen ist kompliziert. Ist ja auch für das Residuum nicht nötig.
Ein Weg zum Residuum mit Laurent-Reihe, ohne Formel:
\(f(x)=\frac1{\sin x}\) um \(z_0=0\). \(f\) hat in \(z_0\) einen Pol der Ord 1, denn \(g(z)=z\, f(z)=\frac{z}{\sin z}\) hat in \(0\) keine Polstelle mehr (l'Hospital), also hat \(g\) eine Reihenentwicklung der Form \(g(z)=\sum\limits_{i=0}^\infty a_iz^i\) mit \(a_0=g(0)=1\) (die 1 ist der Grenzwert aus dem l'H). Unsere Funktion \(f\) hat dann die Laurent-Reihe
\(f(z)=\frac1z g(z)=\sum\limits_{i=0}^\infty a_iz^{i-1}= \sum\limits_{i=-1}^\infty a_{i+1}z^i\) und der Koeffizient darin von \(z^{-1}\), das Residuum, ist \(a_0=1\).
Diese Antwort melden
geantwortet

Lehrer/Professor, Punkte: 38.93K

 

Hallo! Danke vielmals für dein Feedback und deine Hilfe, ich glaube ich verstehe es jetzt! :)   ─   k.kiehl 12.02.2021 um 13:33

Hallo, Ich hab noch ein ähnliches Beispiel angehängt, wo ich leider nicht weiß, wie man auf das Ergebnis kommt. Vielleicht kannst du mir da wieder weiterhelfen? :) Danke schon im Voraus!   ─   k.kiehl 12.02.2021 um 14:29

Danke für deine Hilfe! Ich muss das alles nochmal durchdenken, aber ich glaube ich verstehe jetzt wie es geht. :)   ─   k.kiehl 15.02.2021 um 23:28

Leider scheint diese Antwort Unstimmigkeiten zu enthalten und muss korrigiert werden. Mikn wurde bereits informiert.