Diferencia entre revisiones de «Compleja:Zill-Cap2.4»

De luz-wiki
 
(No se muestran 18 ediciones intermedias del mismo usuario)
Línea 470: Línea 470:
Encuentra la imagen del rayo <math>arg(z)= \frac{\pi}{6}</math> bajo cada uno de los siguientes napeos
Encuentra la imagen del rayo <math>arg(z)= \frac{\pi}{6}</math> bajo cada uno de los siguientes napeos


'''Inciso a'''
a) <math>f_{1}(z_{0})= z^3</math>
a) <math>f_{1}(z_{0})= z^3</math>


Línea 483: Línea 484:




'''Inciso b'''
b) <math>f_{2}(z_{0})=z^4</math>
b) <math>f_{2}(z_{0})=z^4</math>


Línea 491: Línea 493:
Como r puede tomar los valores de cero a infinito, decimos que: la imagen de <math>f_{2}(z_{0})=z^4</math> es el rayo con un <math>arg(z_{2})=\frac{2 \pi}{3}</math>.
Como r puede tomar los valores de cero a infinito, decimos que: la imagen de <math>f_{2}(z_{0})=z^4</math> es el rayo con un <math>arg(z_{2})=\frac{2 \pi}{3}</math>.


'''Inciso c'''
c) <math>f_{3}(z_{0})= (r e^ {i \frac{\pi}{6}})^5 = r^5 e^ {i \frac{5 \pi}{6}}</math>
c) <math>f_{3}(z_{0})= (r e^ {i \frac{\pi}{6}})^5 = r^5 e^ {i \frac{5 \pi}{6}}</math>


Línea 502: Línea 506:
=== Ejercicio 25 ===
=== Ejercicio 25 ===


<math> z^{1/2}
<math> z^{1/2}</math>
  </math>, <math> z=-i
 
  </math>
<math> z=-i</math>
 
Solución:


Solución
'''Procedimiento'''


Primero obtenemos las magnitud de "r", y el angulo (argumento) de la expresión de dicho ejercicio:
Primero obtenemos las magnitud de "r", y el angulo (argumento) de la expresión de dicho ejercicio:
Línea 528: Línea 534:
: <math> \exp\left(\frac{\pi}{4}i\right)=\cos\left(\frac{\pi}{4}\right)+\sin\left(\frac{\pi}{4}i\right)
: <math> \exp\left(\frac{\pi}{4}i\right)=\cos\left(\frac{\pi}{4}\right)+\sin\left(\frac{\pi}{4}i\right)
   </math>
   </math>
'''Conclusión'''


: <math> \exp\left(\frac{\pi}{4}i\right)=\frac{\sqrt{2}}{2}-\frac{\sqrt{2}}{2}i
: <math> \exp\left(\frac{\pi}{4}i\right)=\frac{\sqrt{2}}{2}-\frac{\sqrt{2}}{2}i
   </math>
   </math>


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Elaborado por --[[Usuario:Ricardo Garcia Hernandez|Ricardo Garcia Hernandez]] ([[Usuario discusión:Ricardo Garcia Hernandez|discusión]]) 23:58 24 mayo 2015 (CDT)
Elaborado por --[[Usuario:Ricardo Garcia Hernandez|Ricardo Garcia Hernandez]] ([[Usuario discusión:Ricardo Garcia Hernandez|discusión]]) 23:58 24 mayo 2015 (CDT)
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Línea 539: Línea 547:
Encontrar el valor de la función raíz n-esima principal en el valor dado de $z$ Utilizando.
Encontrar el valor de la función raíz n-esima principal en el valor dado de $z$ Utilizando.


<math>z^{1/n}=\sqrt[n]{\mid z\mid}e^{\left[i\arg\left(z\right)/n\right]} </math>
$z^{1/n}=\sqrt[n]{\mid z\mid}e^{\left[i\arg\left(z\right)/n\right]} $


<math>z^\frac{1}{2}= , z= 2+i</math>
$z^\frac{1}{2}= , z= 2+i$


lo primero que vamos a definir son los valores siguientes:
'''Procedimiento'''


<math>\mid z\mid=\sqrt{(2)²+ (1)²}= \sqrt{5}</math>
Lo primero que vamos a definir son los valores siguientes:


<math>Arg(z)= sgn(y)arccos(\frac{x}{\mid z\mid})= +arccos(\frac{2}{\sqrt{5}})= 0.4636</math>
$\mid z\mid=\sqrt{(2)²+ (1)²}= \sqrt{5}$


<math>n=2</math>
$Arg(z)= sgn(y)arccos(\frac{x}{\mid z\mid})= +arccos(\frac{2}{\sqrt{5}})= 0.4636$
 
$n=2$




Ahora sustituyendo tenemos:
Ahora sustituyendo tenemos:


<math>z^{1/2}=((5)^\frac{1}{2})^\frac{1}{2}e^{{\frac{i(0.4636)}{2}}}</math>
$z^{1/2}=((5)^\frac{1}{2})^\frac{1}{2}e^{{\frac{i(0.4636)}{2}}}$


<math>(2+i)^{1/2}=(5)^\frac{1}{4}e^{{\frac{i(0.4636)}{2}}} </math>
$(2+i)^{1/2}=(5)^\frac{1}{4}e^{{\frac{i(0.4636)}{2}}} $


<math>(2+i)^{1/2}=(5)^\frac{1}{4}[cos(0.4636)+i sin(0.4636)] </math>
$(2+i)^{1/2}=(5)^\frac{1}{4}[cos(0.2318)+i sin(0.2318)] $
 
'''Solución'''


Por lo cual tenemos:
Por lo cual tenemos:
<math>(2+i)^{1/2}=1.3375+0.6686i </math>


--[[Usuario:Anahi Limas|Anahi Limas]] ([[Usuario discusión:Anahi Limas|discusión]]) 00:03 29 mayo 2015 (CDT)
$(2+i)^{1/2}=1.4553+0.3435i $


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Realizado por:[[Usuario:Anahi Limas|Anahi Limas]] ([[Usuario discusión:Anahi Limas|discusión]]) 00:03 29 mayo 2015 (CDT)
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===Ejercicio 27===
===Ejercicio 27===


In Problems 25\textendash 30, use (14) to find the value of the given
principal nth root function at the given value of z.
traduccion


En los problemas 25 a 30 , use ( 14 ) para encontrar el valor de la
En los problemas 25 a 30 , use ( 14 ) para encontrar el valor de la
función raíz enésima director dada en el valor dado de z.
función raíz enésima director dada en el valor dado de z.


ejercico 27
 


$Z^{\frac{1}{3}},z=\text{\textminus}1$
$Z^{\frac{1}{3}},z=\text{\textminus}1$


utilisando la forma exponencial para la raiz tenemos
utilizando la forma exponencial para la raíz tenemos


$z=R^{\frac{1}{n}}e^{i\text{\ensuremath{\left(\frac{\Theta+2kpi}{n}\right)}}}$donde
$z=R^{\frac{1}{n}}e^{i\text{\ensuremath{\left(\frac{\Theta+2kpi}{n}\right)}}}$donde
Línea 591: Línea 600:




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[[Usuario:Martin Flores Molina|Martin Flores Molina]] ([[Usuario discusión:Martin Flores Molina]]) 20:00 27 mayo 2015 (CDT)
[[Usuario:Martin Flores Molina|Martin Flores Molina]] ([[Usuario discusión:Martin Flores Molina]]) 20:00 27 mayo 2015 (CDT)
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===Ejercicio 28===
===Ejercicio 28===


'''Encontrar el valor de la función raíz $n$-ésima principal en el valor z:'''
'''Encontrar el valor de la función raíz $n$-ésima principal en el valor z:'''


'''$z^{1/3}$,  $z=-3+3i$'''
$z^{1/3}$
 
'''Sol.'''
 
Para el ánugulo $\theta = Arg(z)$ se tiene que para la raíz principal $n$-ésima ($n=3$):


$-\dfrac{\pi}{3}<\theta \leq \dfrac{\pi}{3}$
$z=-3+3i$


Así, $\theta =\tan^{-1}\frac{y}{x}=\tan^{-1}\frac{3}{-3}=\tan^{-1}(-1)=-\dfrac{\pi}{4}$.
'''Procedimiento'''


 
Una forma de resolver este problema seria considerando que si $Arg(z)=\theta=\tan^{-1}\frac{y}{x}=\tan^{-1}\frac{3}{-3}=\tan^{-1}(-1)=-\frac{\pi}{4}$
Por lo que cumple que $-\dfrac{\pi}{3}<-\dfrac{\pi}{4} < \dfrac{\pi}{3}$ y así $Arg(z) =-\dfrac{\pi}{4}$.
 
 
La magnitud de $z$, $|z|=\sqrt{9+9}=\sqrt{18}=3\sqrt{2}$
 
 
Aplicando la fórmula para la raíz principal:
 
 
$z^{1/3}=(3\sqrt{2})^{1/3}e^{-(i\pi/4)/3}=1.618e^{-(i\pi/12)}=1.618(\cos \frac{\pi}{12}-i\sin \frac{\pi}{12})$
 
 
$z^{1/3}=1.562-i0.418$
 
 
[[Usuario:Oscar Javier Gutierrez Varela|Oscar Javier Gutierrez Varela]] ([[Usuario discusión:Oscar Javier Gutierrez Varela|discusión]]) 20:20 21 mayo 2015 (CDT)
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===metodo alternativo===
 
Una forma alternativa de resolver este problema seria considerando que si $Arg(z)=\theta=\tan^{-1}\frac{y}{x}=\tan^{-1}\frac{3}{-3}=\tan^{-1}(-1)=-\frac{\pi}{4}$


Como $x<0$ entonces podemos considerar que $\theta=\tan^{-1}\frac{y}{x}+\pi=-\frac{\pi}{4}+\pi=\frac{3\pi}{4}$
Como $x<0$ entonces podemos considerar que $\theta=\tan^{-1}\frac{y}{x}+\pi=-\frac{\pi}{4}+\pi=\frac{3\pi}{4}$
Línea 641: Línea 626:
$z^{1/3}=(3\sqrt{2})^{1/3}[\cos \frac{\pi}{4}+i\sin \frac{\pi}{4}]$
$z^{1/3}=(3\sqrt{2})^{1/3}[\cos \frac{\pi}{4}+i\sin \frac{\pi}{4}]$


'''Solución'''


$z^{1/3}=1.144+1.144i$
$z^{1/3}=1.144+1.144i$


[[Usuario:Miguel Medina Armendariz|Miguel Medina Armendariz]] ([[Usuario discusión:Miguel Medina Armendariz|discusión]]) 17:43 24 mayo 2015 (CDT)
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Corregido por:[[Usuario:Miguel Medina Armendariz|Miguel Medina Armendariz]] ([[Usuario discusión:Miguel Medina Armendariz|discusión]]) 17:43 24 mayo 2015 (CDT)
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Línea 652: Línea 639:




$z^{1/4}$$z=-1+\sqrt{3}i$
$z^{1/4}$
 
$z=-1+\sqrt{3}i$




'''Solucion'''
'''Procedimiento'''




Línea 677: Línea 666:
$(-1+\sqrt{3}i)^\frac{1}{4}=2^\frac{1}{4}[\frac{\sqrt{3}}{2}+\frac{1}{2}i]$
$(-1+\sqrt{3}i)^\frac{1}{4}=2^\frac{1}{4}[\frac{\sqrt{3}}{2}+\frac{1}{2}i]$


'''Solución'''


'''Finalmente obtendriamos que'''
'''Finalmente obtendríamos que'''




$(-1+\sqrt{3}i)^\frac{1}{4}=1.029+0.594i$
$(-1+\sqrt{3}i)^\frac{1}{4}=1.029+0.594i$


[[Usuario:Miguel Medina Armendariz|Miguel Medina Armendariz]] ([[Usuario discusión:Miguel Medina Armendariz|discusión]]) 02:39 22 mayo 2015 (CDT)
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Realizado por:[[Usuario:Miguel Medina Armendariz|Miguel Medina Armendariz]] ([[Usuario discusión:Miguel Medina Armendariz|discusión]]) 02:39 22 mayo 2015 (CDT)
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tu ejercicio esta adecuado exsepto por una cuestion, tu formula para determinar raices en el argumento no solo deves contemplar el denominador n; sino que tambien necesitas contemplar que en el numerador deves indicar un segundo termino de este modo


\[
===Ejercicio 30===
z^{\frac{1}{n}}=R^{\frac{1}{n}}\left(cos\left(\frac{\theta+2kpi}{n}\right)+isen\left(\frac{\theta+2kpi}{n}\right)\right)
\]
 
 
donde n es el numero de la raiz y k esta evaluado $k=n-1$
 
de este modo garantisas obtener todas lars raices que le corresponden
la radicar
te piden la raiz cuarte por lo que tu deves dar 4 raices de ese numero de las cueles probablemente sean dos diferentes y dos de sus conjugadas
[[Usuario:Martin Flores Molina|Martin Flores Molina]] ([[Usuario discusión:Martin Flores Molina|discusión]]) 10:20 23 mayo 2015 (CDT)
 
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Estoy de acuerdo contigo Miguel, pues solo piden la raiz cuarta, y con la siguiente igualdad se determina:
 
$z^{1/n}=r^\dfrac{1}{n}e^{(i\theta/n)}$
 
No es necesario obtener las otras raices.
[[Usuario:Nancy Martínez Durán|Nancy Martínez Durán]] ([[Usuario discusión:Nancy Martínez Durán|discusión]]) 06:50 24 mayo 2015 (CDT)
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Encontrar el valor de la función raíz $n$-ésima principal en el valor z:


===Ejercicio 30===
$z^{1/5}$


'''Encontrar el valor de la función raíz $n$-ésima principal en el valor z:'''
$z=-4\sqrt{3}+4i$


'''$z^{1/5}$,  $z=-4\sqrt{3}+4i$'''


Solución:
'''Procedimiento'''


Primero se obtiene el módulo de "z" y el argumento ($\theta = Arg(z)$)
Primero se obtiene el módulo de "z" y el argumento ($\theta = Arg(z)$)
Línea 724: Línea 693:




Así, $\theta =\tan^{-1}(\frac{y}{x})=\tan^{-1}\frac{1}-\sqrt{3}=-\dfrac{\pi}{6}$.
El $Arg(z)=\frac{5\pi}{6}$
 


Aplicando la fórmula para la raíz principal:
Aplicando la fórmula para la raíz principal:
Línea 733: Línea 701:
Donde: $n=5$
Donde: $n=5$


$z^{1/5}=8^\dfrac{1}{5}e^{-(i\pi/30)}=1.515e^{-(i\pi/30)}=1.515(\cos \frac{\pi}{30}-i\sin \frac{\pi}{30})$
$z^{\frac{1}{5}}=(8)^{\frac{1}{5}}e^{i\frac{\frac{5\pi }{6}}{5}}=z^{\frac{1}{5}}=(8)^{\frac{1}{5}}\left (\cos\frac{\pi }{6} +i\sin\frac{\pi}{6} \right )$


$z^{1/5}=1.506-i0.158$


[[Usuario:Nancy Martínez Durán|Nancy Martínez Durán]] ([[Usuario discusión:Nancy Martínez Durán|discusión]]) 06:33 24 mayo 2015 (CDT)
'''Solución'''
 
$z^{1/5}=1.3126+i0.7579$
 
 
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Re elaborado por [[Usuario: Manuel Rodríguez |Manuel Rodríguez]]
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===Ejercicio 35===
===Ejercicio 35===
'''Determine la imagen del conjunto dado bajo el mapeo de la raíz cuadrada principal de $w= z\dfrac{1}{2}$ represente el mapeo dibujando el conjunto y su imagen '''
'''Determine la imagen del conjunto dado bajo el mapeo de la raíz cuadrada principal de $w= z^\dfrac{1}{2}$ represente el mapeo dibujando el conjunto y su imagen '''


El arco $|z|= 9, \dfrac{-\pi}{2} \leq arg  (z) \leq \pi$
El arco $|z|= 9, \dfrac{-\pi}{2} \leq arg  (z) \leq \pi$




'''Procedimiento'''
Definiendo en terminos de w  
Definiendo en terminos de w  


Línea 761: Línea 735:


\[
\[
\dfrac{-\pi}{4} \leq arg \dfrac{\pi}{2}\]
\dfrac{-\pi}{4} \leq arg(w) \leq  \dfrac{\pi}{2}\]
--[[Usuario:Esther Sarai|Esther Sarai]] ([[Usuario discusión:Esther Sarai|discusión]]) 22:42 27 mayo 2015 (CDT)Esther Sarai
 
'''Solución'''
En el plano W se mapea:
 
$|w| = 3$
$-\dfrac{\pi}{4} \leq arg(w)\leq  \dfrac{\pi}{2}$


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Realizado por:[[Usuario:Esther Sarai|Esther Sarai]] ([[Usuario discusión:Esther Sarai|discusión]]) 22:42 27 mayo 2015 (CDT)Esther Sarai
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Línea 773: Línea 754:
El arco $|z|= \frac{4}{7}, \dfrac{-\pi}{2} \leq arg  (z) \leq \dfrac{\pi}{4}$
El arco $|z|= \frac{4}{7}, \dfrac{-\pi}{2} \leq arg  (z) \leq \dfrac{\pi}{4}$


$Solución:$
 
'''Procedimiento'''


Sea $S'$ la imagen de $S$ bajo $w=z^{1/2}$
Sea $S'$ la imagen de $S$ bajo $w=z^{1/2}$
Línea 783: Línea 765:
y ya que $z^{1/2}$ divide en dos el argumento de un punto, se tiene que:
y ya que $z^{1/2}$ divide en dos el argumento de un punto, se tiene que:


'''Solución'''
$|z|= \frac{2}{\sqrt7}$
$\dfrac{-\pi}{4} \leq arg  (w) \leq \dfrac{\pi}{8}$
$\dfrac{-\pi}{4} \leq arg  (w) \leq \dfrac{\pi}{8}$


'''Gráficas'''
[[Archivo:Eje2.4.36.png]]
[[Archivo:Eje2.4.36.png]]


[[Archivo:Eje2.4.36b.png]]
[[Archivo:Eje2.4.36b.png]]




 
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Realizado por:[[Usuario:Emmanuell Castro Flores|Emmanuell Castro Flores]] ([[Usuario discusión:Emmanuell Castro Flores|discusión]]) 22:38 29 mayo 2015 (CDT)
--[[Usuario:Emmanuell Castro Flores|Emmanuell Castro Flores]] ([[Usuario discusión:Emmanuell Castro Flores|discusión]]) 22:38 29 mayo 2015 (CDT)
 
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Línea 803: Línea 786:
(b) Encuentra una fórmula para la función inversa de (a)
(b) Encuentra una fórmula para la función inversa de (a)


Solución:
'''Inciso a'''


(a) Sean: $f(z_1)=az_1+b$ y $f(z_2)=az_2+b$. Supongamos que $f(z_1)=f(z_2)$, entonces:
(a) Sean: $f(z_1)=az_1+b$ y $f(z_2)=az_2+b$. Supongamos que $f(z_1)=f(z_2)$, entonces:
Línea 809: Línea 792:
$az_1+b=az_2+b\Longleftrightarrow (az_1+b)-b=(az_2+b)-b\Longleftrightarrow (\frac{1}{a})az_1=(\frac{1}{a})az_2\Longleftrightarrow z_1=z_2$. Por lo tanto $f(z)=az+b,a\neq0$ es uno-uno .
$az_1+b=az_2+b\Longleftrightarrow (az_1+b)-b=(az_2+b)-b\Longleftrightarrow (\frac{1}{a})az_1=(\frac{1}{a})az_2\Longleftrightarrow z_1=z_2$. Por lo tanto $f(z)=az+b,a\neq0$ es uno-uno .


'''Inciso b'''
(b) $w=az+b\Longleftrightarrow w-b=az \Longleftrightarrow \frac{w-b}{a}=z$. Por lo tanto $f^{-1}(z)=\frac{z-b}{a}$.
(b) $w=az+b\Longleftrightarrow w-b=az \Longleftrightarrow \frac{w-b}{a}=z$. Por lo tanto $f^{-1}(z)=\frac{z-b}{a}$.


Comprobación: $f\circ f^{-1}(z)=f(f^{-1}(z))=a(\frac{z-b}{a})+b=(z-b)+b=z$  
Comprobación: $f\circ f^{-1}(z)=f(f^{-1}(z))=a(\frac{z-b}{a})+b=(z-b)+b=z$  
   
   
[[Usuario:Alan Daniel Barrón Posadas|Alan Daniel Barrón Posadas]] ([[Usuario discusión:Alan Daniel Barrón Posadas|discusión]]) 21:38 29 mayo 2015 (CDT)
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Realizado por: [[Usuario:Alan Daniel Barrón Posadas|Alan Daniel Barrón Posadas]] ([[Usuario discusión:Alan Daniel Barrón Posadas|discusión]]) 21:38 29 mayo 2015 (CDT)
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===Ejercicio 50===
===Ejercicio 50===


Línea 821: Línea 807:


b) determine una formula para la función inversa de la función en
b) determine una formula para la función inversa de la función en
a)
 
'''Inciso a'''


una función es univoca (inyectiva) si cada punto $w$ en el rango
una función es univoca (inyectiva) si cada punto $w$ en el rango
Línea 834: Línea 821:


a) $f(z)=\frac{a}{z}+b,\;a\neq0$
a) $f(z)=\frac{a}{z}+b,\;a\neq0$
'''Inciso b'''


si $f(z_{1})=\frac{a}{z_{1}}+b,\;a\neq0,\Vert z_{1}\Vert>0\:y\:f(z_{2})=\frac{a}{z_{2}}+b,\;a\neq0,\Vert z_{2}\Vert>0\;supongamos\;que\;f(z_{1})=f(z_{2})\iff z_{1}=z_{2}$
si $f(z_{1})=\frac{a}{z_{1}}+b,\;a\neq0,\Vert z_{1}\Vert>0\:y\:f(z_{2})=\frac{a}{z_{2}}+b,\;a\neq0,\Vert z_{2}\Vert>0\;supongamos\;que\;f(z_{1})=f(z_{2})\iff z_{1}=z_{2}$
Línea 846: Línea 835:
por lo tanto se concluye que los mapeos son uno a uno como se esperaba.
por lo tanto se concluye que los mapeos son uno a uno como se esperaba.


--[[Usuario:Francisco Medina Albino|Francisco Medina Albino]] ([[Usuario discusión:Francisco Medina Albino|discusión]]) 00:39 30 mayo 2015 (CDT)
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Realizado por: [[Usuario:Francisco Medina Albino|Francisco Medina Albino]] ([[Usuario discusión:Francisco Medina Albino|discusión]]) 00:39 30 mayo 2015 (CDT)
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Revisión actual - 02:58 5 mar 2023


Ejercicios del capítulo 2, sección 4 del libro, A First Course in Complex Analysis with Applications de Zill y Shanahan.


Sección 2.4

Ejercicio 1

Encontrar la imagen del conjunto bajo la transformación $ w = z^2 .$ 1) El rayo : $arg(z)= \frac{\pi}{3}$

Solución:

La transformación

$w=z^2=(re^{i\theta}) = r^2 e^{i2 \theta}$

Dobla el ángulo por lo que si

$anrg(z)= \frac{\pi}{3}$

Se tiene que:

$arg(w)=\frac{2\pi}{3}$

$ang(z)$ en rojo, $arg(w)$ en azul














Resuelto por: --Luis Santos (discusión) 00:26 22 mayo 2015 (CDT)


Ejercicio 2

Encontrar la imagen del conjunto en el mapeo $w=z^{2}$

El rayo $arg\left(z\right)=-\frac{3\pi}{4}$

Solución:

La transformación es:

$w=z^{2}=(re^{i\theta})^{2}=r^{2}e^{2i\theta}=r^{2}e^{2\left(-\frac{3\pi}{4}\right)}=r^{2}e^{-\frac{3\pi}{2}}=r^{2}e^{\frac{\pi}{2}}$

Lo cual nos dice que multiplica por el doble el $\arg\left(z\right)$


Plano Z
Plano W



Resuelto por Luis Enrique Martínez Valverde (discusión) 19:06 28 mayo 2015 (CDT)


Ejercicio 3

Encontrar la imagen del conjunto en el mapeo $w=z^{2}$

Para

Para poder encontrar la imagen S' bajo en mapeo sera nesesario realizar lo siguiente;

En este caso $z=x+iy=3+iy$ y tendremos que $z^{2}=(3+iy)^{2}=9+6iy-y^{2}$

por otro lado sabemos que;

por lo cual si igualamos partes reales y partes imaginarias tendremos que;

$u=9-y^{2}$......................(1)

$v=6iy$..........................(2)

despejando "y" de (2) y sustituyendo en (1) tenemos que

lo cual representa una parábola que abre hacia la izquierda con vértice en en punto $(9,0)$ en el plano $u-v$ y con intersección en el eje $v$ en los puntos $(0,±18)$

Conclusión 

la imagen de la recta vertical $x=3$ es mapeada en una parabola con vertice en $(9,0)$ en el plano $u-v$ y dos intersecciones con el eje $v$ en $(0,±18)$ bajo el mapeo $w=z^{2}$

Gráficas 
Plano Z
Plano W



Realizado por: Cristian Alfredo Ruiz Castro (discusión) 19:20 29 mayo 2015 (CDT)


Ejercicio 4

Encontrar la imagen del conjunto de puntos dado, bajo el mapeo:

$w=z^{2}$.

La linea: $y=-5$

Procedimiento

Sabemos que

$w=(x^{2}-y^{2})+i2xy$


Entonces:

$u(x,y)=x^{2}-y^{2}$

$v(x,y)=2xy$


Pero la condición $y=-5$

$u=x^{2}-25$....1

$v=-10x$......2


De 2 tenemos que:

$x=\frac{v}{-10}$

Y sustituimos en 1

$u=(\frac{v}{-10})^{2}-25$

$u=\frac{v^{2}}{100}-25$

Conclusión

Entonces se observa que en el plano $uv$ la recta $y=-5$ se mapea como una parábola con vértice en $(-25,0)$ e intersecciones con $v$ en los puntos $(0,\pm50)$

Gráficas


Plano Z
Plano W

Realizado por: Fernando Vazquez V. (discusión) 21:19 29 mayo 2015 (CDT)


Ejercicio 5

Encontrar la imagen del conjunto en el mapeo $w=z^{2}$ para la recta $y=- \frac{1}{4}$

Procedimiento

Tomamos que $z=x+iy$ sustituyendo en el mapeo w(f(z))

$w=(x+iy)^2$ $w=x^2-y^2+2xiy$


Donde:

$u= x^2-y^2$ $v= 2xy$

Donde $y=- \frac{1}{4}$

Por tanto

$u(y=- \frac{1}{4})= (x^2,-(-\frac{1}{4})^2) = x^2 -\frac{1}{16}$

$v(y=- \frac{1}{4})= 2x(-\frac{1}{4}) = -\frac{2}{4}x$

Por tanto

$x = -2v$


Conclusión

$u= x^2-y^2 = (-2v)^2 - (-\frac{1}{4})^2 = 4v^2-\frac{1}{16}$

Por lo tanto la recta y=- $\frac{1}{4}$ al mapearla en w se obtiene una parábola con vértice (-$\frac{1}{16}$,0) en el plano uv

Gráficas
Plano Z
Plano W

Realizado por: Samantha Martinez (discusión) 21:14:20 29 mayo 2015 (CDT) Re elaborado por Manuel Rodríguez


Ejercicio 6

Encuentra la imagen del conjunto dado bajo el mapeo $w=z^2$ para la linea $x=\frac{3}{2}$


Procedimiento

$w=z^{2}=(x^{2}-y^{2})+2ixy$


Tenemos que:

$u(x,y)=x^{2}-y^{2}$

$v(x,y)=2xy$


Pero con la condición de que $x=\frac{3}{2}$

$u=\frac{9}{4}-y^{2}$......1

$v=3y$............2


Entonces de 2 sabemos que

$y=\frac{v}{3}$

Y lo sustituimos en 1


$u=\frac{9}{4}-(\frac{v}{3})^{2}=\frac{9}{4}-\frac{v^{2}}{9}$

Conclusión

Entonces finalmente podemos decir que al mapear la recta $x=\frac{3}{2}$, en el plano $uv$ obtenemos la parábola con vértice en $(\frac{9}{4},0)$ e intersecciones en el eje $v$ en los puntos$(0,\pm\frac{9}{2})$

Gráficas


Plano Z
Plano W

Corregido por: Fernando Vazquez V. (discusión) 20:33 29 mayo 2015 (CDT)


Ejercicio 7

Determine la imagen del conjunto dado bajo e mapeo $w=z^{2}$

El eje imaginario positivo

Tenemos que $f(z)=z^{2}$, dado un $z_{0}=0+ai$, donde $0<a<\infty$

\[ f(z_{0})=z_{0}^{2}=(0+ia)^{2}=(ia)^{2}=-a \]


Dado que a solo esta definido de cero a infinito, tenemos que siempre el resultado es negativo, para cualquier punto en el eje imaginario positivo.

Así la imagen es el eje real negativo.

Plano W

Realizado por: Jose Emmanuel Flores Calderón (discusión) 19:47 29 mayo 2015 (CDT)


Ejercicio 8

Encontrar la imagen del conjunto en el mapeo $w=z^{2}$

La línea $y=x$

Procedimiento 

Si $z=x+iy$ entonces:

$w=\left(x+iy\right)^{2}=x^{2}-y^{2}+2ixy$

$u\left(x,y\right)=x^{2}-y^{2}$; $v\left(x,y\right)=2xy$

Por lo que la imagen del conjunto dado bajo el mapeo anterior será:

$u\left(x,x\right)=x^{2}-x^{2}=0$; $v\left(x,x\right)=2.x.x=2x^{2}$

Conclusión 

Por lo que:

$w=2x^{2}$Entonces la línea $y=x$ bajo el mapeo se convertirá en una parábola

Ampliada en 2.



Realizado por: Alejandro Juárez Toribio (discusión) 07:23 30 mayo 2015 (CDT)


Ejercicio 09

Encontrar la imagen del conjunto dado bajo el mapeo w = z$^{2}$ . Representar al mapeo mediante la elaboración del conjunto y su imagen


Procedimiento

el arco de circulo $\left[z\right]=\frac{1}{2}$ en arco esta entre los ángulos $\theta=0,\theta=\pi$

nos piden encontrar el cuadrado de z y su representación gráfica

dado que w = z$^{2}$ tenemos que:

$\left[z^{2}\right]=\left(\frac{1}{2}\right)^{2}$

si utilizamos la forma exponencial tenemos que:

$z^{2}=R^{2}e^{i2\theta}$

si aplicamos esto para los valores inicial y final del arco dado por z tenemos que

para $\theta=0$

$z^{2}=\left(\frac{1}{2}\right)^{2}e^{i20}=\left(\frac{1}{4}\right)$

para $\theta=\pi$

$z^{2}=\left(\frac{1}{2}\right)^{2}e^{i2\pi}=\left(\frac{1}{4}\right)e^{i2\pi}$

por lo que en conclusión tenemos que:

Conclusión 

El arco de circulo con radio $\frac{1}{2}$ dado por z , cuando es transformado por $z^{2}$ se convierte en un circulo completo pero de radio reducido a $\frac{1}{4}$

Gráficas 
Plano Z
Plano W

Realizado por: Martin Flores Molina (discusión) 22:15 21 mayo 2015 (CDT)


Ejercicio 10

Encuentre la imagen del arco circular $|z|=\frac{4}{3}, \; \frac{\pi}{2}\leq arg(z) \leq \frac{\pi}{6}$ bajo el mapeo $w=z^{2}$. Represente dicho mapeo dibujando el conjunto y su imagen.

Procedimiento 

En este caso es mucho as sencillo tratar al número complejo en su forma exponencial: \[ z={\frac{4}{3} e^{i \theta}, \; \frac{\pi}{2}\leq \theta \leq \frac{\pi}{6}} \] El mapeo lleva a: \[ w=z^{2}={\left(\frac{4}{3}\right)^{2} e^{2 i \theta}, \; \frac{\pi}{2}\leq \theta \leq \frac{\pi}{6}} \]

Conclusión 

dicho de otro modo: \[ w=\frac{16}{9} e^{i \theta}, \; \pi\leq \theta \leq \frac{2\pi}{6}=\frac{\pi}{3} \]

Gráfica

La siguiente imagen muestra este mapeo, en Azul el arco original, en dorado el arco mapeado. P2.4.10.png



Realizado por: Tlacaelel Cruz (discusión) 21:50 22 mayo 2015 (CDT)


Ejercicio 18

Determinar la imagen del conjunto dado bajo la composición dada de una función lineal con la función potencia cuadrada.

$f(z)=-z^2+i$

La recta $y=-3$

Procedimiento

$f(z)=-z^{2}+i$

$f(x,y)=-(x^2-y^2+2xyi)+i$

$f(x,y)=-x^2+y^2+i(1-2xy)$

Separando en sus partes real e imaginaria:

$u=-x^2+y^2$

$v=-2xy+1$

Sustituyendo $y=-3$ $y^2=(-3)^2=9$

$u=-x^2+9$

$v=6x+1$

En el plano w=u+iv

Entonces $u=-x^{2}+9$ y $v=6x+1$ con $-\infty\leq x\leq\infty$

de $v$ se tiene que:

$\frac{v-1}{6}=x$

Sustituyendo esto en $u$, se tiene que:

Conclusión 

$u=-\frac{(v-1)^2}{36}+9$

Gráficas 

Se tienen:

Plano Z
Plano W



Re elaborado por Manuel Rodríguez


Ejercicio 21

Encuentra la imagen del rayo bajo cada uno de los siguientes napeos

Inciso a

a)

Visualizando a z en polares tenemos que

Donde el argumento es igual a el angulo inicial, el rayo dado tiene la forma , r desde cero al infinito, por lo que al aplicarle el mapeo tenemos que

Donde r va desde el cero al infinito, Por lo tanto la imagen de es el rayo del .


Inciso b

b)

Realizando el mismo proceso anterior tenemos que

Como r puede tomar los valores de cero a infinito, decimos que: la imagen de es el rayo con un .


Inciso c

c)

Con los incisos (a) y (b), tenemos que la imagen del inciso (c) es el rayo con un



Realizado por:Pablo (discusión) 20:05 29 mayo 2015 (CDT)


Ejercicio 25

Solución:

Procedimiento

Primero obtenemos las magnitud de "r", y el angulo (argumento) de la expresión de dicho ejercicio:

Si , utilizando la función raíz-ésimal , sustituyendo al informacion obtenida se tiene:

Conclusión

Elaborado por --Ricardo Garcia Hernandez (discusión) 23:58 24 mayo 2015 (CDT)


Ejercicio 26

Encontrar el valor de la función raíz n-esima principal en el valor dado de $z$ Utilizando.

$z^{1/n}=\sqrt[n]{\mid z\mid}e^{\left[i\arg\left(z\right)/n\right]} $

$z^\frac{1}{2}= , z= 2+i$

Procedimiento

Lo primero que vamos a definir son los valores siguientes:

$\mid z\mid=\sqrt{(2)²+ (1)²}= \sqrt{5}$

$Arg(z)= sgn(y)arccos(\frac{x}{\mid z\mid})= +arccos(\frac{2}{\sqrt{5}})= 0.4636$

$n=2$


Ahora sustituyendo tenemos:

$z^{1/2}=((5)^\frac{1}{2})^\frac{1}{2}e^{{\frac{i(0.4636)}{2}}}$

$(2+i)^{1/2}=(5)^\frac{1}{4}e^{{\frac{i(0.4636)}{2}}} $

$(2+i)^{1/2}=(5)^\frac{1}{4}[cos(0.2318)+i sin(0.2318)] $

Solución

Por lo cual tenemos:

$(2+i)^{1/2}=1.4553+0.3435i $


Realizado por:Anahi Limas (discusión) 00:03 29 mayo 2015 (CDT)


Ejercicio 27

En los problemas 25 a 30 , use ( 14 ) para encontrar el valor de la función raíz enésima director dada en el valor dado de z.


$Z^{\frac{1}{3}},z=\text{\textminus}1$

utilizando la forma exponencial para la raíz tenemos

$z=R^{\frac{1}{n}}e^{i\text{\ensuremath{\left(\frac{\Theta+2kpi}{n}\right)}}}$donde k=0 hasta n-1

entonces para el ejercicio tenemos

$z^{\frac{1}{3}}=1^{\frac{1}{3}}e^{i\left(\frac{pi+2kpi}{3}\right)}$



Martin Flores Molina (Usuario discusión:Martin Flores Molina) 20:00 27 mayo 2015 (CDT)


Ejercicio 28

Encontrar el valor de la función raíz $n$-ésima principal en el valor z:

$z^{1/3}$

$z=-3+3i$

Procedimiento

Una forma de resolver este problema seria considerando que si $Arg(z)=\theta=\tan^{-1}\frac{y}{x}=\tan^{-1}\frac{3}{-3}=\tan^{-1}(-1)=-\frac{\pi}{4}$

Como $x<0$ entonces podemos considerar que $\theta=\tan^{-1}\frac{y}{x}+\pi=-\frac{\pi}{4}+\pi=\frac{3\pi}{4}$

Con $n=2$ y $r=3\sqrt{2}$

$z^{1/3}=(3\sqrt{2})^{1/3}exp(\frac{i3\pi}{4})(\frac{1}{3})=(3\sqrt{2})^{1/3}exp(\frac{i\pi}{4})$


$z^{1/3}=(3\sqrt{2})^{1/3}[\cos \frac{\pi}{4}+i\sin \frac{\pi}{4}]$

Solución

$z^{1/3}=1.144+1.144i$


Corregido por:Miguel Medina Armendariz (discusión) 17:43 24 mayo 2015 (CDT)


Ejercicio 29

Encuentre el valor de la función raíz $n$-ésima principal en el valor dado de $z$


$z^{1/4}$

$z=-1+\sqrt{3}i$


Procedimiento


Para $z=-1+\sqrt{3}i$ tenemos que $r=2$ y $Arg(z)=\frac{-\pi}{3}+\pi=\frac{2\pi}{3}$


Sustituyendo en $z^\frac{1}{n}=r^\frac{1}{n} exp(\frac{i\theta}{n})$


donde $\theta=\frac{2\pi}{3}$ con $n=4$, tenemos


$(-1+\sqrt{3}i)^\frac{1}{4}=2^\frac{1}{4} exp(\frac{i2\pi}{3})(\frac{1}{4})=2^\frac{1}{4} exp(\frac{i\pi}{6})$


$(-1+\sqrt{3}i)^\frac{1}{4}=2^\frac{1}{4}[\cos \frac{\pi}{6}+i\sin \frac{\pi}{6}]$


$(-1+\sqrt{3}i)^\frac{1}{4}=2^\frac{1}{4}[\frac{\sqrt{3}}{2}+\frac{1}{2}i]$

Solución

Finalmente obtendríamos que


$(-1+\sqrt{3}i)^\frac{1}{4}=1.029+0.594i$


Realizado por:Miguel Medina Armendariz (discusión) 02:39 22 mayo 2015 (CDT)


Ejercicio 30

Encontrar el valor de la función raíz $n$-ésima principal en el valor z:

$z^{1/5}$

$z=-4\sqrt{3}+4i$


Procedimiento

Primero se obtiene el módulo de "z" y el argumento ($\theta = Arg(z)$)

$r=|z|=\sqrt{48+16}=\sqrt{64}=8$


El $Arg(z)=\frac{5\pi}{6}$

Aplicando la fórmula para la raíz principal:

$z^{1/n}=r^\dfrac{1}{n}e^{(i\theta/n)}$

Donde: $n=5$

$z^{\frac{1}{5}}=(8)^{\frac{1}{5}}e^{i\frac{\frac{5\pi }{6}}{5}}=z^{\frac{1}{5}}=(8)^{\frac{1}{5}}\left (\cos\frac{\pi }{6} +i\sin\frac{\pi}{6} \right )$


Solución 

$z^{1/5}=1.3126+i0.7579$



Re elaborado por Manuel Rodríguez


Ejercicio 35

Determine la imagen del conjunto dado bajo el mapeo de la raíz cuadrada principal de $w= z^\dfrac{1}{2}$ represente el mapeo dibujando el conjunto y su imagen

El arco $|z|= 9, \dfrac{-\pi}{2} \leq arg (z) \leq \pi$


Procedimiento 

Definiendo en terminos de w

\[ w= \sqrt{|z|}\]

\[ |w| = 3\]


Para el argumento de z en w

\[ Arg (w) = \dfrac{1}{2} arg (z)\]

\[ \dfrac{-\pi}{4} \leq arg(w) \leq \dfrac{\pi}{2}\]

Solución 

En el plano W se mapea:

$|w| = 3$ $-\dfrac{\pi}{4} \leq arg(w)\leq \dfrac{\pi}{2}$


Realizado por:Esther Sarai (discusión) 22:42 27 mayo 2015 (CDT)Esther Sarai


Ejercicio 36

Determine la imagen del conjunto dado bajo el mapeo de la raíz cuadrada principal de $w= z^{1/2}$ represente el mapeo dibujando el conjunto y su imagen.


El arco $|z|= \frac{4}{7}, \dfrac{-\pi}{2} \leq arg (z) \leq \dfrac{\pi}{4}$


Procedimiento 

Sea $S'$ la imagen de $S$ bajo $w=z^{1/2}$

Ya que $|z|= \frac{4}{7}$ para puntos en $S$ y puesto que $z^{1/2}$ toma la raíz: $|w|=\sqrt{\frac{4}{7}}$, para puntos $w$ en $S'$

Además, ya que $\dfrac{-\pi}{2} \leq arg (z) \leq \dfrac{\pi}{4}$ para puntos en $S$ y ya que $z^{1/2}$ divide en dos el argumento de un punto, se tiene que:

Solución 

$|z|= \frac{2}{\sqrt7}$ $\dfrac{-\pi}{4} \leq arg (w) \leq \dfrac{\pi}{8}$

Gráficas

Eje2.4.36.png

Eje2.4.36b.png



Realizado por:Emmanuell Castro Flores (discusión) 22:38 29 mayo 2015 (CDT)


Ejercicio 49

(a) De acuerdo al ejemplo 6, muestra que la función $f(z)=az+b,a\neq0$ es uno-uno en el plano complejo.

(b) Encuentra una fórmula para la función inversa de (a)

Inciso a 

(a) Sean: $f(z_1)=az_1+b$ y $f(z_2)=az_2+b$. Supongamos que $f(z_1)=f(z_2)$, entonces:

$az_1+b=az_2+b\Longleftrightarrow (az_1+b)-b=(az_2+b)-b\Longleftrightarrow (\frac{1}{a})az_1=(\frac{1}{a})az_2\Longleftrightarrow z_1=z_2$. Por lo tanto $f(z)=az+b,a\neq0$ es uno-uno .

Inciso b 

(b) $w=az+b\Longleftrightarrow w-b=az \Longleftrightarrow \frac{w-b}{a}=z$. Por lo tanto $f^{-1}(z)=\frac{z-b}{a}$.

Comprobación: $f\circ f^{-1}(z)=f(f^{-1}(z))=a(\frac{z-b}{a})+b=(z-b)+b=z$


Realizado por: Alan Daniel Barrón Posadas (discusión) 21:38 29 mayo 2015 (CDT)


Ejercicio 50

a) demuestre que la función lineal compleja $f(z)=\frac{a}{z}+b,\;a\neq0$ , es univoca en el conjunto $\Vert z\Vert>0$

b) determine una formula para la función inversa de la función en

Inciso a 

una función es univoca (inyectiva) si cada punto $w$ en el rango de $f$ es la imagen de un único punto $z$ es decir $f$es univoca si $f(z_{1})=f(z_{2})\iff z_{1}=z_{2}$

si $f$ es una función compleja univoca con dominio A y rango B, entonces, la función inversa de $f$ es la función con dominio B y rango A definida por $f^{-1}(z)=w\:si\:f(w)=z$

$f$ es univoca si $f(z_{1})=f(z_{2})\iff z_{1}=z_{2}$

a) $f(z)=\frac{a}{z}+b,\;a\neq0$

Inciso b 

si $f(z_{1})=\frac{a}{z_{1}}+b,\;a\neq0,\Vert z_{1}\Vert>0\:y\:f(z_{2})=\frac{a}{z_{2}}+b,\;a\neq0,\Vert z_{2}\Vert>0\;supongamos\;que\;f(z_{1})=f(z_{2})\iff z_{1}=z_{2}$

entonces $\frac{a}{z_{1}}+b=\frac{a}{z_{2}}+b\iff\Vert z_{1}\Vert=\Vert z_{2}\Vert>0\therefore f(z)=\frac{a}{z}+b,\;a\neq0\;es\;univoca$

b) si $z=f(w)$ tenemos

$z=\frac{a}{w}+b$, asi $\frac{a}{w}=z-b\iff w=\frac{a}{z-b},(z-b)\neq0,z\neq b$ de aquí $f^{-1}(z)=\frac{a}{z-b}\:entonces\:f(f^{-1}(z))=\frac{a}{\frac{a}{z-b}}+b=\frac{a(z-b)}{a}+b=z-b+b=z$

por lo tanto se concluye que los mapeos son uno a uno como se esperaba.


Realizado por: Francisco Medina Albino (discusión) 00:39 30 mayo 2015 (CDT)