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diff --git a/content/funktheo.tex b/content/funktheo.tex index d03a224..e7b3a72 100644 --- a/content/funktheo.tex +++ b/content/funktheo.tex @@ -213,4 +213,85 @@ z.B. $e^w = \exp(w)$ und $i^i = e^{-\pi/2}$. Es gilt $z^{v+w} = z^v z^w$. Ableitungen $\frac{\partial}{\partial z} z^w = wz^{w-1}$ und $\frac{\partial}{\partial w} z^w = \log(w)z^w$ existieren. +\section*{Komplexe Kurvenintegrale} +Fkt $f : [a,b] \to \C$ ist \emph{stückweise stetig}, wenn $\forall t \in [a,b]$ beideitige Grenzwerte in $\C$ ex. und max. endlich viele Unstetigkeitspunkte $t_k \in [a,b]$ ex. + +Geschrieben $f \in PC([a,b],\C)$. + +Solche Funktionen sind integrierbar: + +\vspace*{-4mm} +$$\int_a^b f(t) dt := \int_a^b \text{Re } f(t) dt + i \int_a^b \text{Im } f(t) dt \in \C$$ + +\subsection*{Hauptsatz} + +$f \in PC([a,b],\C)$ ist in $t_0 \in [a,b]$ differenzierbar, wenn $f'(t_0) := \lim_{t \to t_0} \frac{f(t)-f(t_0)}{t-t_0} \in \C$ existiert. + +$\iff \text{Re } f, \text{Im } f$ besitzen Ableitungen in $\R$. + +Ist $f$ auf $[a,b]$ diffbar und $g, f' \in C([a,b],\C)$. Dann gilt der Hauptsatz: + +\vspace*{-3mm} +$$\int_a^b f'(t) dt = f(b) - f(a)$$ + +$$\exists \frac{d}{dt} \int_a^t g(s) ds = g(t) \text{ für } t \in [a,b]$$ + +\subsection*{Kurven und Parametrisierungen} + +$\gamma \in C([a,b],\C)$ ist \emph{Kurve} oder \emph{Weg} von $\gamma(a)$ nach $\gamma(b)$. $\gamma$ ist \emph{geschlossen}, wenn $\gamma(a)=\gamma(b)$ gilt und einfach, wenn $\gamma$ auf $[a,b)$ injektiv ist. + +$\Gamma = \gamma([a,b])$ ist \emph{Bild} oder \emph{Spur} von $\gamma$. + +Gilt $\Gamma \subseteq M \subseteq \C$, so ist $\gamma$ Weg in $M$. + +$\gamma$ ist auch \emph{Parametrisierung} ihres Bildes $\Gamma$. + +\subsection*{Kurvenintegral} + +Sei $\gamma \in PC^1([a,b],\C)$ mit Bild $\Gamma = \gamma([a,b])$ und $f \in C(\Gamma,\C)$. Dann ist das \emph{komplexe Kurvenintegral}: + +\vspace*{-2mm} +$$\int_\gamma f dz = \int_\gamma f(z) dz := \int_a^b f(\gamma(t))\gamma'(t) dt$$ + +Die Länge von $\gamma$ ist $l(\gamma) = \int_a^b |\gamma'(t)| dt$. + +\subsubsection*{Eigenschaften} + +Seien $\gamma, \gamma_1, \gamma_2 \in PC^1([a,b],\C)$ mit Bildern $\Gamma, \Gamma_1, \Gamma_2$ und $f, g \in C(\Gamma,\C), h \in C(\Gamma_1 \cup \Gamma_2, \C), \alpha, \beta \in \C$: + +\begin{enumerate}[label=(\alph*)] + \item $\int_\gamma (\alpha f + \beta g) dz = \alpha \int_\gamma f dz + \beta \int_\gamma g dz$ + \item $|\int_\gamma f dz| \leq \|f\|_\infty l(\gamma)$ + \item $\int_{\gamma_1 \cup \gamma_2} h dz = \int_{\gamma_1} h dz + \int_{\gamma_2} h dz$ + \item $\int_{\gamma^-} f dz = - \int_{\gamma} f dz$ +\end{enumerate} + +Sei $\gamma \in PC^1([a,b],\C)$ mit Bild $\Gamma$, $f_n, f \in C(\Gamma,\C)$ für $n \in \N$ und $h \in C(D\times\Gamma,\C)$. Dann gelten: + +\spacing + +$(f_n)$ konv. glm. auf $\Gamma$ gegen $f$ + +\vspace*{-2mm} +$$\implies \displaystyle\lim_{n\to\infty} \int_\gamma f_n dz = \int_\gamma f dz$$ + +$\sum_{n=1}^\infty f_n$ konv. glm. auf $\Gamma$ + +\vspace*{-2mm} +$$\implies \displaystyle\sum_{n=1}^\infty \int_\gamma f_n dz = \int_\gamma \displaystyle\sum_{n=1}^\infty f_n dz$$ + +Abbildung $H : z \mapsto \int_\Gamma h(z,w) dw \in C(D,\C)$ + +\spacing + +$z \mapsto h(z,w) \in H(D)$ mit $\frac{\partial}{\partial z} h \in C(D \times \Gamma, \C)$ + +\vspace*{-2mm} +$$\implies \frac{d}{dz} \int_\gamma h(z,w) dw = \int_\gamma \frac{\partial}{\partial z} h(z,w) dw$$ + +d.h. $H$ ist holomorph mit dieser Ableitung. + +\subsection*{Konstant auf Gebieten} + +Sei $D \subset \C$ ein Gebiet, $f \in H(D)$ und $f'=0$ auf $D$. Dann ist $f$ konstant. |