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Aufgabe:

Gegeben sei die Funktion \( w: \mathbb{C} \rightarrow \mathbb{C} \), die \( z \) auf diejenige komplexe Quadratwurzel von \( z \) abbildet, deren Argument kleiner als \( \pi \) ist.

a) Berechnen Sie \( w(z) \) für die Stellen \( z \in\{0,1, \mathrm{i},-1,-\mathrm{i}\} \).

b) Suchen Sie in der komplexen Zahlenebene zu jedem \( \delta>0 \) ein \( z \in \mathbb{C} \) mit \( |z-1|<\delta \) und \( |w(z)-w(1)|>1 \).

c) Ist \( w \) stetig?


Zuerst einmal. Meine Gedanke ist, das w(z)=sqrt(z) ist, bzw. w2(z)=z

Den Aufgabenteil a habe ich berechnet. wobei mir das etwas komisch Vorkam.

Sollte aber Stimmen.

für z=0 kommt w(0)=0

für z=1 w(1)=1

für z=i w(i)=exp(i*pi/2)

für z=-1 w(-1)=i

und für z=-i w(-i)=exp(3i*pi/4)

Ich hoffe ich bin bis dahin nicht komplett auf dem Holzweg.

Der Aufgabenteil b bereitet mir Kopfzerbrechen.

Ich weiß ehrlich gesagt nichtmal wie ich diese Aufgabe anfangen soll.

ich habe w(z)=sqrt(z).. und wie geht es weiter?

Avatar von

 

a) ist bis auf die blaue Stelle ok.

Sollte aber Stimmen.

für z=0 kommt w(0)=0

für z=1 w(1)=1

für z=i w(i)=exp(i*pi/4)

für z=-1 w(-1)=i

und für z=-i w(-i)=exp(3i*pi/4)

1 Antwort

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Beste Antwort

w ist ein Versuch die Wurzel in C eindeutig zu definieren. Das Resultat von b) ist, dass die vorgeschlagene Definition an der Stelle 1 nicht stetig ist. Somit ist die Antwort auf c) dann Nein.

Nun mal zu b) ihr sucht ein z mit

|z-1| < ∂  und |w(z) - w(1)| >1

Da w(1) = 1 nach eurer Definition muss |w(z) - 1| >1 sein.

Betrag bedeutet Abstand in der komplexen Zahlenebene.

Deshalb hier mal eine Skizze. 

|z-1|< ∂ heisst, dass wir in einer vorgegebenen Umgebung von 1 ein z suchen.

Du weisst, dass gemäss deiner Wurzeldefinition Winkel von 0 bis π rauskommen müssen.

Zahlen direkt unterhalb von 1 landen somit direkt oberhalb von -1 und sind sicher weiter als 1 von der Zahl 1 entfernt. Das gilt auch für alle Wurzeln aus komplexen Zahlen auf dem Einheitskreis in der unteren Halbebene.

Mein Vorschlag für z

                   e^{-i∂}                 falls 0<∂<π/2
z:= {
                   -i = e^{-iπ/2}     falls ∂≥ π/2

Da Winkel im Bogenmass genau die Bogenlänge auf dem Einheitskreis angeben, liegen die Zahlen e^{-i∂} sicher wie verlangt näher als ∂ bei 1.

Resultat dieser Teilaufgabe in Worten: In jeder noch so kleinen Umgebung der Zahl 1 gibt es eine Zahl, deren Wurzel mehr als 1 von w(1) entfernt ist. Es lässt sich also keine Umgebung finden, in der alle Zahlen eine Wurzel besitzen, die näher als ein kleiner vorgegebener Wert bei der Wurzel von 1 liegen. Deshalb ist w nicht stetig in 1.

Avatar von 162 k 🚀
Oha, das musste ich mir jetzt ein paar mal anschauen...

da wäre ich nie im Leben drauf gekommen!! ^^

Vielen Dank für die Mühe! :-)

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