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Aufgabe:

Bestimmen sie die Laurent-Reihe von f(z) = z/(z^2+1) um die Stelle z_0 = i


Problem/Ansatz:

Hallo, leider habe ich nicht so ganz verstanden wie man die Laurent Reihe bestimmt, würde mich deshalb sehr freuen, wenn mir jemand Hier ausführlich helfen könnte. Danke vielmals

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Partialbruchzerlegung:

\( f (z) =  \frac{z}{z^2+1} = \frac{1}{2} * \frac{1}{z-i}  + \frac{1}{2} * \frac{1}{z+i}  \)

Der Term \(  \frac{1}{z-i} \) entspricht dem Hauptteil der Laurent-Reihe \( \sum\limits_{n=1}^{\infty}{\frac{b_{n}}{(z - i)^n}} \) , d.h. nur \( b_{1} \) ist ungleich 0.

Den Term \( \frac{1}{z+i} \) in eine geometrische Reihe umwandeln (diese bildet den Nebenteil der Laurent-Reihe):

\( \frac{1}{z+i} = \frac{1}{2i} * \frac{1}{1 + \frac{z-i}{2i}} = \frac{1}{2i}  * \sum\limits_{n=0}^{\infty}{ (-\frac{z-i}{2i})^n }  = \frac{1}{2i}  * \sum\limits_{n=0}^{\infty}{ a_{n} * (z - i)^n }\) mit \( a_{n} = (-\frac{1}{2i})^n \)

Somit lautet die Laurent-Reihe mit dem Entwicklungspunkt i:

f(z) = \( \frac{1}{2} * \frac{1}{z-i} + \frac{1}{4i}  * \sum\limits_{n=0}^{\infty}{ (-\frac{1}{2i})^n * (z - i)^n }\)

Die Reihe konvergiert für 0 < |z-i| < 2

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