1.8 Komplexní funkce

Podobně jako vektorové funkce, bývají užitečné i funkce přiřazující argumentu komplexní číslo (reprezentované reálnou a imaginární složkou).

Teorii naleznete v kapitole 4.11 Multimediální encyklopedie nebo v kapitole 1.8 Breviáře

Příklad 1

Určete limitu komplexní funkce  "1_8_1.gif" v bodě x = 0.

Řešení

Limitu komplexní funkce "1_8_2.gif" počítáme podle obecného vzorce "1_8_3.gif".
(nejdříve si definujme funkce reprezentující reálnou a komplexní složku funkce)

"1_8_4.gif"


(limitu reálné a komplexní složky spočteme pomocí funkce Limit)

"1_8_5.gif"

"1_8_6.gif"

"1_8_7.gif"

Limitou je tedy komplexnní číslo  1+ 0 i = 1.

(V Mathematice lze přímo pracovat s komplexními čísly, imaginární jednotka, tj.  2. odmocnina z -1, je vkládána symbolem I, odmocina se počítá funkcí Sqrt).

"1_8_8.gif"

"1_8_9.gif"

"1_8_10.gif"

"1_8_11.gif"

(Můžeme také definovat komplexní funkci )

"1_8_12.gif"

"1_8_13.gif"

(přímo na tuto komplexní funkci lze aplikovat funkci Limit)

"1_8_14.gif"

"1_8_15.gif"

Příklad 2

Určete derivaci komplexní funkce "1_8_16.gif" z předchozího příkladu obecně a  v bodě x = 3.

Řešení

Postupujeme analogicky jako v případě prvního příkladu.
(nejdříve si definujme funkce reprezentující reálnou a komplexní složku funkce)

"1_8_17.gif"


(derivaci reálné a komplexní složky spočteme pomocí funkce D)

"1_8_18.gif"

"1_8_19.gif"

"1_8_20.gif"

Z těchto složek sestavíme příslušnou komplexní funkci odpovídající derivaci.
(Totéž obdržíme  přímo zápisem komplexního výrazu)

"1_8_21.gif"

"1_8_22.gif"

(Mathematica však umožňuje funkci D pro derivování aplikovat i rovnou na komplexní funkci).

"1_8_23.gif"

"1_8_24.gif"

(Výsledek ale musíme upravit do obvyklého algebraického tvaru pomocí funkce ComplexExpand).

"1_8_25.gif"

"1_8_26.gif"

Dosazením hodnoty x = 3 do  funkcí reálné a komplexní složky  zjistíme hodnotu komplexní fce.
(v Matematice je možné přímo při výpočtu derivace určit její hodnotu v konkrétním bodě  x = 3,  a to pomocí symbolu /.)

"1_8_27.gif"

"1_8_28.gif"

(nebo pro obdržení hodnoty s desetinnou čárkou, v Mathematice reprezentované vždy tečkou,  dosadíme trojku také s desetinnou čárkou, tedy tečkou).

"1_8_29.gif"

"1_8_30.gif"

Obdržíme tak  komplexní číslo  představující derivaci naší komplexní funkce v bodě x = 3.

Spikey Created with Wolfram Mathematica 7.0