contourintegratie

Moderators: dirkwb, Xilvo

Reageer
Berichten: 503

contourintegratie

Beste Forumleden,

ik probeer
\( \int \cos(ax) / \cosh(bx) dx \)
te berekenen, de integraal gaat van 0 tot + oneindig. Dit via contourintegratie met 'Limietstelling in een halfoneindige strook'. De verticale stukken vallen weg op oneindig.

Nu is mijn vraag:

1/ in de eerste plaats: ben ik juist bezig ?

2/ hoe moet ik het residu van
\( \cos(az) / \cosh(bz) \)
berekenen?

kan er mss iemand een tip geven?

Ziehier

Afbeelding

Alvast bedankt

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: contourintegratie

Dit via contourintegratie met 'Limietstelling in een halfoneindige strook'. De verticale stukken vallen weg op oneindig.
Deze stelling ken ik niet, of niet onder die naam. Ook geen hits op google...

Kan je even toelichten hoe die stelling luidt?
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 503

Re: contourintegratie

Limietstelling in een strook:

Zij R een rechthoek waarvan een van de rechthoekszijden Cd zich bij stijgende d waarden verwijdert zodat een onhalfeindige straak R* ontstaat. Zij verder f continu in deze strook.

Als nu lim(z -> oneindig) f(z) = 0

waarbij z beperkt blijft tot de strook, dan zal

lim(d-> oneindig)
\( \int f(z) dz = 0 \)
(de integraal over Cd)

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: contourintegratie

Het residu kan je met behulp van deze limiet bepalen:
\({\mathop{\rm Res}} \left( {\frac{{\cos \left( {ax} \right)}}{{\cosh \left( {bx} \right)}},\frac{{\pi i}}{{2b}}} \right) = \mathop {\lim }\limits_{x \to \frac{{\pi i}}{{2b}}} \frac{{\cos \left( {ax} \right)}}{{\cosh \left( {bx} \right)}}\left( {x - \frac{{\pi i}}{{2b}}} \right)\)
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 503

Re: contourintegratie

\(\lim(x->(\pi i / 2b) ) [ \cos(ax)* (x - \pi i /2b ) / \cosh(bx) ] = \lim(x->(\pi i / 2b) ) [ \frac{( e^{iax} + e^{-iax} )* (x - \pi i /2b ) }{ ( e^{bx} + e^{-bx} ) } ] = \)
\( \lim(x->(\pi i / 2b) ) \frac{ia*(e^{iax}-e^{-iax})}{b*(e^{bx} - e^{-bx})}\)
\( *(x - \pi i /2b) + \frac{e^{iax} + e^{-iax}}{b*(e^{bx} - e^{-bx})} = 0 + \frac{e^{- \pi a / 2b} + e^{\pi a /2b }}{2ib} = \frac{\cosh(\pi a / 2b)}{ib}\)


klopt dit?

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: contourintegratie

Dat klopt.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 503

Re: contourintegratie

Ziehier, voor de geïnteresseerden, na wat rekenwerk, denk ik dat dit het juiste antwoord is.

Afbeelding

Afbeelding

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: contourintegratie

En ook dat klopt, prima!
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 503

Re: contourintegratie

dank u

Berichten: 503

Re: contourintegratie

wat ik mij juist nog afvroeg:
\( \cosh(x) = ln( x + (x² -1)^{1/2}) \)
moet er dan geen snede ingevoerd worden in het complexe vlak??

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: contourintegratie

Jouw rechterlid is de inverse hyperbolische cosinus, met bijvoorbeeld een snede (- :D ,1).

De hyperbolische cosinus zelf heeft er geen nodig, die is netjes (eenduidig) gedefinieerd.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 503

Re: contourintegratie

k, bedankt, nu snap ik alles :D

Reageer