• ベストアンサー

次の複素関数の解き方,解答を教えてください

次の複素関数の解き方,解答を教えてください 正則関数f(z)の実部をu = u(x, y),虚部をv = v(x, y)とおくとき(2u - v) + i(u + 2v) が正則かどうかコーシー・リーマンの方程式を利用して調べよ。 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
noname#232123
noname#232123
回答No.1

まず仮定より、 ∂u/∂x=∂v/∂y, ∂u/∂y=-∂v/∂x,..(*) 次に、2u-v=U, u+2v=V とおくと、 ∂U/∂x=2*∂u/∂x - ∂v/∂x, ∂U/∂y=2*∂u/∂y - ∂v/∂y, ここで(*)を適用すると、 ∂U/∂y=2*(-∂v/∂x) - ∂u/∂x. Vについても同様の計算で、 ∂V/∂x=∂u/∂x +2*∂v/∂x, ∂V/∂y=∂u/∂y + 2*∂v/∂y=-∂v/∂x +2*∂u/∂x, すなわち、∂U/∂x=∂V/∂y, ∂U/∂y= -∂V/∂x, が成り立っています。

sironekoudon
質問者

お礼

回答ありがとうございました。助かります。

関連するQ&A

  • f(z)=|z|^2はz=0では正則ではないことを示せ。

    f(z)=|z|^2はz=0では正則ではないことを示せ。 解答 f'(0) = lim[z->0] {f(z)-f(0)}/z = lim[z->0] z~ となり、z=0で微分可能。 z=0で正則とは0のある近傍で正則ということであるが、 z≠0のときf(z)=x^2+y^2はコーシー・リーマンの方程式を満たさない。 …と載っているんですが、微分可能性にはついては先ほど質問し解決しました。 今度は正則について確認です。 f(z)={√(x^2+y^2)}^2 =x^2+y^2 =u+iv で 実部uはx^2+y^2 虚部vは0 u_x = 2x ≠ v_y =0 v_x = 0 ≠ u_y = 2y これらが一致しないので正則ではない …という答えでいいですか? 間違っていたら訂正をお願いします。

  • 複素関数の証明

    たびたびすいません>< (1)関数f(z)=u(x,y)+iv(x,y)が正則なら  △lfl^2=4lf'l^2≧0 がなりたつ (2)さらにfが零点を持たないとき  △loglfl=0 がなりたつ 以上を証明するのですが、(1)は普通に作用させたらu,vの2階微分が消えず、また1階微分も2乗になりませんでしたf^^;(2)も2階微分が消えないのです><是非教えてください。。2階微分にもコーシー・リーマンのような方程式があるのですか?

  • 複素関数の問題です。

    複素関数の問題です。 複素関数の問題で分からない問題があって困っています。 【問題】 F(z)=u(x,y)+iv(x,y), z=x+iy において u(x,y)=a, v(x,y)=b で表される曲線をxy平面上に描いたとき、それらの交点においてF´(z)≠0であれば、その交点における各曲線に対する接戦が互いに直交することをコーシー・リーマンの関係式を用いて示せ。ただしF´(z)はF(z)の導関数であり、関数u(x,y)の点(x,y)での微分は、 du=(∂u/∂x)dx+(∂u/∂y)dy で与えられる。 わかる方がいれば、どうか教えていただけないでしょうか? よろしくお願いします。

  • 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.

  • 複素関数の正則性。

    領域 D が実軸に関して対称であると仮定する。w = f(z) が正則ならば,w = f(¯z). も正則であることを示せ。 という問題が分かりません。 最終的に、「コーシー・リーマンの関係式を満たすので正則」と結論づけたいのですが、実際の関数が与えられていないため、∂u/∂xや∂v/∂yなどの計算ができなくて困っています。 どうすれば良いのでしょうか? よろしくお願いします。

  • 複素関数(コーシー・リーマン)

    f(z)=1/z^2 の実部u(x,y)と虚部v(x,y)を求めよ。という問題があるんですが、これは z=x+yi をただ代入するだけではできないんでしょうか? 自分でやってみた限りでは、代入しても実部と虚部を分けられませんでした。 どなたか分かる方がいらっしゃったら教えて下さい。

  • 複素関数

    聞きたいことが2つあります。 1つ目は複素関数w=u+ivについてです。 この関数がコーシーリーマンの関係式を満たすとき、w'=a+ibもコーシーリーマンの関係式を満たすことを示したいのです。 まず、wにコーシーリーマンの関係式を適用してからラプラスの関係式を適用して d^2u/dx^2 + d^2u/dy^2 =0 d^2v/dx^2 + d^2v/dy^2 =0 となります。 このあと、a=du/dx + du/dy b=dv/dx + dv/dy と定義します。 でコーシーリーマンの関係式を使ったのですがどうにも一致しません^^; aとbの定義が違うのでしょうか? 2つ目は円柱周りの流れを表す複素速度ポテンシャルについてです。 f(z)=Az+B/z=φ+iψ f'(z)=u-iv と定義されていて、境界条件が設定されているのですが使い方がよくわかりません。 f(z)=φ+iψで、ラプラスが成り立つことは証明済みなのですが、これをうまく使うのでしょうか? どうぞ、よろしくお願いします。

  • 複素関数

    複素関数f(z)=z^2 (z=x+yi) に対して、その実部のグラフってどんなふうになるのでしょうか? 実部の式は、x^2-y^2ですよね。

  • 複素関数の正則性。

    誤って、回答締め切りをしてしまったため、再度立てさせていただきます。すみません。 領域 D が実軸に関して対称であると仮定する。w = f(z) が正則ならば,w =¯f(¯z). も正則であることを示せ。 という問題が分かりません。 最終的に、「コーシー・リーマンの関係式を満たすので正則」と結論づけたいです。 z=x+iy として、f(x-iy)とします。 fが具体的に与えられていないため、どのように∂u/∂xや∂v/∂yなどの計算を行えば良いのかが分かりません。 どうすれば良いのでしょうか? よろしくお願いします。

  • 複素微分について

     複素関数   f(z) = u(x,y) + iv(x,y) ・・・・・ u≠0、v≠0 は、2つの実数関数 u と v の組で表されるので、実数で微分したり積分したりすることはできると思いますが、   g(z) = u(x,y) ・・・・・ v = 0   h(z) = iv(x,y) ・・・・・ u = 0 は C-R の方程式を満たさないから、h や g を複素数で微分することは不可能なのですよね?  つまり、実関数を複素関数の一部と見なしても、実関数を複素数で微分することはできないと考えてよいかということです。  あんまり当たり前のことなのか(笑)、私が持っている2つの複素関数の本にはその類いの説明はありません。