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Hallo, mir liegt folgende Aufgabe vor, kann mir jemand bitte helfen, wie man das löst, ich komme da gar nicht weiter ...


Sei \( f: \mathbb{C} \rightarrow \mathbb{C}, z \mapsto f(z)=z^{2} \)

(a) Seien \( c, d>0 . \) Berechnen Sie die Bilder der Hyperbeln
\( \left\{z=x+i y: x^{2}-y^{2}=c\right\} \quad \text { und } \quad\{z=x+i y: 2 x y=d\} \)
unter der Abbildung \( f . \) Skizzieren Sie die Hyperbeln und Bilder.
(b) Seien \( c, d \in \mathbb{R} . \) Berechnen Sie die Bilder der Geraden
\( \{z=x+i y: x=c\} \quad \text { und } \quad\{z=x+i y: y=d\} \)
unter der Abbildung \( f . \) Skizzieren Sie die Geraden und Bilder.


Ich danke euch!

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a)  Löse einfach die Gleichung x^2 - y^2 = c nach y auf .

Die erste Hyperbel (z.B. für c=5 ) sähe dann so aus :

~plot~ sqrt(x^2 -5);-sqrt(x^2 -5) ;x=5~plot~

Und wenn du aus z=x+iy dann z^2 machst, bekommst du

x^2 + 2ixy - y^2 = x^2 - y^2 + 2ixy

             =   c   + 2ixy

Also haben alle Bilder den Realteil c und als

Imaginärteil alle reellen Zahlen; denn 2xy durchläuft

für x.y ∈ℝ alle reellen Zahlen.

Das Bild insgesamt ist also eine Gerade und zwar

parallel zur y-Achse durch c auf der x-Achse. in meinem

Bildchen also die grüne Gerade zu x=5 .

Bei der 2. Hyp. hast du ja y= d/(2x) also wird nach

dem Quadrieren von z das x^2 - y^2 + 2ixy

wegen 2xy=d zu         x^2 - y^2 + id

also alles Zahlen mit Imaginärteil d und

Realteil x^2 - y^2 , was auch wieder alle reellen

Zahlen durchläuft, also die Gerade parallel

zur y-Achse durch d auf der x-Achse. Ich zeichne

wieder mit d=5 und erhalte die rote Gerade

~plot~ 5/(2x);x=5 ~plot~

Bei der ersten Geraden wird z^2 = x^2 - y^2 + 2ixy

zu c^2 - y^2 + 2cy*i. Es gibt also komplexe

Zahlen des Typs z =t+u*i und

t=c^2 - y^2     und  u = 2cy

==> y= ±√(c^2 - t ) und u = ±2c*√(c^2 - t )
Bzw. wenn du das wieder in ein x-y Koordinatensystem

einzeichnen willst hast du als Bild der Geraden die Kurve zu

y = ±2c*√(c^2 - x ). Wenn ich wieder c=5  nehme, ist es

~plot~ x=5;10*sqrt(25-x);-10*sqrt(25-x);[[-70|70|-100|100]] ~plot~

Avatar von 289 k 🚀

Vielen Danke dir!

müsste bei a) der zweiten Hyperbel nicht eine Gerade sein parallel zur x Achse da der Imaginärteil d ist und nicht der Realteil?

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