• ベストアンサー

複素数で

Cauchy-Riemanの微分方程式を極座標で表すと ru_r=v_θ,-ru_r=v_θ を示せ。 という問題なんですが、 z=r(cosθ+isinθ)、w=u+ivとおいて、やろうとするんですが、u_r=u_xcosθ+u_ysinθとなることがわかりません。 きわめて簡単な問題だと思いますが、教えてください。お願いします。

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
回答No.1

z=x+yi,x=r*cosθ,y=r*sinθ ですから, x_r=cosθ,y_r=sinθ,x_θ=r(-sinθ),y_θ=r*cosθ であることをまず指摘しておきます。 2変数関数の微分の公式より u_r=u_x*x_r+u_y*y_r ですから, u_r=u_x*cosθ+u_y*sinθ になりますね。同様に, v_θ=v_x*x_θ+v_y*y_θ =v_x*(-r*sinθ)+v_y*(r*cosθ) コーシー・リーマンの関係式より u_x=v_y,u_y=-v_x ですから,r*u_r=v_θ が得られます。 もう一つの式も同様に導かれます。 コーシー・リーマンの関係式は慣れるまでは難しく見えますが,このような計算練習を通して感じがつかめるようになるのだと思います。私も学生時代はそうでした。

ikecchi
質問者

お礼

大変親切な回答ありがとうございます☆最後にはアドバイスまでいただいて。これからもがんばっていきたいと思います!

全文を見る
すると、全ての回答が全文表示されます。

関連するQ&A

  • 複素数と図形

    複素数平面上に三点A(z),B(z^2)C(z^3)を取り、z=r(cosθ+isinθ)(r>0)とする。 三角形ABCがAB=ACの二等辺三角形となるとき、z全体の表す図形を求めよ。 この問題の解き方を教えてください。 計算過程もお願いします。 ※絶対値を使って、z=r(cosθ+isinθ)を使わずに解くのが簡単ですが、あえて、z=r(cosθ+isinθ)を使って解いてください。お願いします。

  • 複素数

    次の複素数を極形式で表せ。ただし、0°≦θ<360° z=1-(cosθ+isinθ) z=1-(cosθ+isinθ) =1-cosθ-isinθ =2sin^2θ/2-2isinθ/2cosθ/2 =2sinθ/2(sinθ/2-icosθ/2) =2sinθ/2{cos(90°-θ/2)-isin(90°-θ/2)} =2sinθ/2{cos(θ/2-90°)-isin(θ/2-90°)} となるそうです。 極形式で表せということは z=r(cosθ+isinθ)にもっていくことは分かるのですが、そのもって行きかたが分かりませんでした。 式の1行目から2行目は普通の展開ですよね。 2行目から3行目とそれ以降は何をしているのですか? すいませんが解説をお願いします。

  • 複素数の証明について

    z1=r1(cosθ1+isinθ1)、z2=r2(cosθ2+isinθ2)のとき、 z1/z2=r1/r2*[cos(θ1-θ2)+isin(θ1-θ2)] を証明したいのですが、どうやって証明したらよいでしょうか? 加法定理はわかるので、加法定理を使う前のところまで教えて頂けたら嬉しいです。 ////////////////////////////////////////////////// 3点A(α)、B(β)、C(γ)とするとき、 (γ-α)/(β-α)=k(cosθ+isinθ)が成り立つ時、 θ=arg(γ-α/β-α)が成り立つのはどうやって証明したらよいでしょうか? どちらかだけでもよいので、よろしくお願いします。

  • 複素数の極形式のマイナスがつく場合についてです。

    複素数の極形式のz=r(cosθ+isinθ)、r=lzl、θ=argz にてcosθとisinθの頭にマイナスがついても(例:z=r(cosθーisinθ)やz=r(ーcosθ+isinθ))それは複素数の極形式といえるんですか?

  • 複素関数cos(z)の微分について

    w=u+iv=cos(z)とおいたときに,wがzの全域でコーシー・リーマン方程式(∂u/∂x=∂v/∂y,∂u/∂y=-∂v/∂x)を満たすことを示し,微分係数を求めよ.(z=x+iy,iは虚数単位) と言う問題です. 解答を見てみると,  cos(z)=cos(x)cosh(y)-isin(x)sinh(y) の加法定理の関係式を使い,  u=cos(x)cosh(y)  v=-sin(x)sinh(y) したがって,  ・∂u/∂x=-sin(x)cosh(y)  ・∂u/∂y=cos(x)sinh(y)・・・I  ・∂v/∂x=-cos(x)sinh(y)  ・∂v/∂y=-sin(x)cosh(y)・・・II よって,コーシー・リーマン方程式を満たしている. となっていました. 疑問なのは,複素関数cos(z)の微分について調べているのに,IとIIでそれぞれcosh(y),sinh(y)の微分をしていることです.  cosh(y)=cos(iy),isinh(y)=sin(iy) なので,これも複素関数の微分となり,ここでは使ってはいけないのではないのでしょうか? ほかの方法があれば教えてください.また,  {cosh(y)}'=sinh(y),{sinh(y)}'=cosh(y) となる理由もよろしくお願いします.

  • 複素数のn乗根が解けません

    例に、Z^4=1 という問題を解くとします。 ド・モアブルの定理より r^4(cos4θ + isin4θ) となるところまでは分かります! しかし r^4(cos4θ + isin4θ) = 1(cos0 + isin0) は理解出来ませんでした。 この後もいきなり訳の分からない数(2kπ)が出てきて、私にはちんぷんかんぷんです。 ご教示お願いします。

  • Cauchy-Riemannの関係式の極座標表示

    z=re^(iθ)のとき正則関数w=w(z)はw(z)=u(r,θ)+v(r,θ)と表すとして、 このu,vについてCauchy-Riemannの関係式の極座標表示ってどうなりますか? u_r=(1/r)*v_θでu_r≠v_θになってしまうのですが、どういうことなのでしょうか?

  • 複素数

    複素数平面上で、z1=√6 +√2i ,z2=1+√3iが示す点をそれぞれp1,p2とし、また原点をOとする。このとき、Lp1 O p2 の大きさは□であり、△p1 o p2 の面積は□である 極形式で表すと z=r(cosθ+isinθ) で表すと z1 = √6 +√2i = √2(√3+i) = 2√2(cos30+isin30) z2 = 1+√3i = 2(cos60+isin60) で面積の公式 S=absinθ はですが どのように求めるかわかりません。

  • 複素数のw=1/zという式のについて

    複素数z,wの間にw=1/z の関係があり、zは条件|z-1|≦1, z+z-≧2を同時に満たすものとする。(z-はzのバーです) (1)zの表す(複素数平面上の)点の存在範囲を図示せよ (2)wの表す点の存在範囲を図示せよ (1)でzは中心1半径1の円の右半分が答えになりました。 そこで(2)なんですが、w=1/zからzの存在範囲をwに伝えるときに解答ではz=x+yi, w=X+Yi,とおいて実部虚部を見比べて何とか関係式をつくってそれを(1)で求めた軌跡の式に代入しているのですが、ややこしくてなかなか自分でできません。考えてみたんですが、z=r(cosθ+isinθ)とおくと、w=1/z=r(cosθ+isinθ)^-1=r(cos(-θ)+isin(-θ))とかけますよね?ここから視覚的に(1)で求めた図形からwの表す点の存在範囲を図示することはできないのでしょうか?また、できないならそれはなぜでしょうか?よろしくお願いします。

  • 複素数平面と極形式 203

    z=cos(π/5)+isin(π/5)とするとき、次の問いに答えよ。 (1)(1+z)(1-z+z^2-z^3+z^4)とz+1/z-(z^2+1/z^2)の値を求めよ。 (2)w=z+1/zとおくとき、wの値を求めよ。 (3)cos(π/5)の値を求めよ。 この問題を解いてください。お願いします。

このQ&Aのポイント
  • PNGファイルをPDFに変換する方法について、問題が発生しています。
  • Win11とキャノンプリンターを使用してスキャンしたPNGファイルをPDF化することができません。
  • ソースネクスト株式会社の製品・サービスに関連するこの問題をどのように解決すれば良いでしょうか。
回答を見る