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Aufgabe:

Zeigen Sie, dass cos und sin auf C\R keine Nullstellen haben.


Problem/Ansatz:

Wie bearbeite ich diese aufgabe?

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Hallo :-)

Nimm an, es gäbe eine Nullstelle \(z\in \mathbb{C}\setminus{\mathbb{R}}\) für \(\sin(.)\). Dann lässt sich diese Nullstelle durch die folgende Form beschreiben: \(z=a+i\cdot b\) mit \(a\in \mathbb{R}\) und \(b\in \mathbb{R}\setminus{\{0\}}\); der Imaginärteil verschwindet also nicht. Da nun \(z\) nach Annahme eine Nullstelle ist, gilt

$$\begin{aligned}0&=\sin(z)=\sin(a+i\cdot b)=i\cdot \sinh(-i\cdot a+b)\\&=\frac{1}{2}\cdot i\cdot (e^{-i\cdot a+b}-e^{i\cdot a-b}).\end{aligned}$$

Also ist auch damit

$$\begin{aligned} &e^{-i\cdot a+b}=e^{i\cdot a-b}\\\quad &\Leftrightarrow \quad e^{2b}=e^{2\cdot a\cdot i}\\ \quad &\Rightarrow \quad b=(a+\pi\cdot k)\cdot i,\quad k\in \mathbb{Z}. \end{aligned}$$

Dann ist aber \(b\in \mathbb{C}\setminus{\mathbb{R}}\). Das ist ein Widerspruch zur Konstruktion von \(z\) durch

\(z=a+i\cdot b\) mit \(a\in \mathbb{R}\) und \(b\in \mathbb{R}\setminus{\{0\}}\).

Für \(\cos(.)\) geht das analog.

Avatar von 15 k

Aus \(e^{-ia+b}=e^{ia-b}\) kann man nicht auf

\(-ia+b=ia-b\) schließen; denn \(e^z\) ist periodisch mod \(2\pi i\)

Danke für den Hinweis. Habe es angepasst.

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