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Formulario de variable compleja, Apuntes de Matemáticas

Formulario de variable compleja

Tipo: Apuntes

2022/2023

Subido el 09/06/2026

galindo-gutierrez-jose-raymundo
galindo-gutierrez-jose-raymundo 🇲🇽

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Complejos
Límites
lim
z z
0
f
(
z
)
=
Ll
l
Continuidad
lim
z z
0
f
(
z
)
existe
lim
z z
0
f
(
z
)
=
f
(
z
0)
f(z0) existe
continua: discontinua (evitable 0/0, Inevitable)
Derivada
lim
z
0
f
(
z
+
z
)
f
(
z
)
z
Función analítica (Cauchy-Riemann)
zx+iyz
u
x
=
v
y y
u
y
=
v
x
f(z) es analítica
zϵZ
Derivada
f'
(
z
)
=
u
x
+
i v
x o v
y
i u
y
Funciones conjugadas
Sea f(z)=u(x,y)+iv(x,y)
u
=
Ux
Uy v
=
Vx
Vy
Funciones Armónicas
Si:
U’’x+U’’y=0
V’’x+V’’y=0
Serie de Taylor
f(z)=z
f
(
z
)
=
n
=0
(
z
z
0
)
n
n ! f
(
n
)(
z
0)
Serie de Laurent
n
=0
rn
=1
1
rsi
:
r
¿1
n
=1
n rn
1=1
(1
r
)2
si
:
r
¿1
Integral de contorno (lineal, curvas
abiertas)
x+iy
c
f
(
z
)
dz
=
c
(
u
+
iv
(
dx
+
idy
)
)
Curvas parametrizadas
z(t)=(x(t),y(t))
z(t)=x(t)+iy(t) en a≤t≤b
Punto inicial
En t=a
z(a)=(x(a),y(a))
En t=b
z(b)=(x(b),y(b))
Curva de una línea recta
Z(t)=z0(1-t)+z1t en 0≤t≤1
Circunferencia con centro en el origen
de radio r
|z|=r z(t)=reit 0≤t≤2π
Circunferencia con centro en a de
radio r
|z-a|=r z(t)=a+reit
Curva suave
z
(
t
)
f
(
z
)
dz
=
a
b
f
(
z
(
t
)
)
z'
(
t
)
dt
Teorema de Cauchy
Si f(z) armónica
f
(
z
)
dz
=0
Si no: Sing=a de z(t) Curva suave
Teorema de Cauchy modificado
f
(
z
)
dz
=
fN
(
z
)
z
z
0
dz
=2
πi f N
(
z
0)
f
(
z
)
dz
=
fN
(
z
)
(
z
z
0)
n
+1
dz
=2
πi f N
(
n
)(
z
0)
n !
Propiedades de z
|z|=
x
2+
y
2
|z|2=z
z
z
2
=x2-y2-2ixy
z
2
z
2
=(x2+y2)2
Series de Fourier
Función par impar
Par
f(-x)=f(x) -L≤x≤L
Reflexión eje y 0≤x≤L
Impar:
f(-x)=-f(x) -L≤x≤L
f(x)=-f(-x)
Reflexión y y desp x
Propiedades:
Par*par=par
Impar*impar=par
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Complejos

Límites lim z → z (^0) f ( z )= L l l Continuidad  (^) zlim → z 0 f ( z ) existe  lim z → z (^0) f ( z )= f ( z 0 )  f(z 0 ) existe continua: discontinua (evitable 0/0, Inevitable) Derivada lim ∆ z → 0 f ( z + ∆ z )− f ( z ) ∆ z Función analítica (Cauchy-Riemann) zx+iyz ∂ u ∂ x = ∂ v ∂ y y − ∂ u ∂ y = ∂ v ∂ x f(z) es analítica ∀ zϵZ Derivada f ' ( z )= ∂ u ∂ x

  • i ∂ v ∂ x o ∂ v ∂ y − i ∂ u ∂ y Funciones conjugadas Sea f(z)=u(x,y)+iv(x,y) ∇ u ∙ ∇ v =− 1 ∇ u = Ux Uy ∇ v = Vx Vy Funciones Armónicas Si: U’’x+U’’y= V’’x+V’’y= Serie de Taylor f(z)=z f ( z )= (^) ∑ n = 0 ∞ (^ z^ −^ z^0 ) n n! f ( n ) ( z 0 ) Serie de Laurent ∑ n = 0 ∞ r n = 1 1 − r si :∨ r ∨¿ 1 ∑ n = 1 ∞ n r n − 1 = 1 ( 1 − r ) 2 si^ :∨^ r^ ∨¿^1 Integral de contorno (lineal, curvas abiertas) x+iy ∫ c ❑ f ( z ) dz =∫ c ❑ ( u + iv ( dx + idy ) ) Curvas parametrizadas z(t)=(x(t),y(t)) z(t)=x(t)+iy(t) en a≤t≤b Punto inicial En t=a z(a)=(x(a),y(a)) En t=b z(b)=(x(b),y(b)) Curva de una línea recta Z(t)=z 0 (1-t)+z 1 t en 0≤t≤ Circunferencia con centro en el origen de radio r |z|=r z(t)=reit^ 0≤t≤2π Circunferencia con centro en a de radio r |z-a|=r z(t)=a+reit Curva suave ∫ z ( t ) ❑ f ( z ) dz =∫ a b f ( z ( t )^ ) ∙ z

t ) dt Teorema de Cauchy Si f(z) armónica (^) ∮ f ( z ) dz = 0 Si no: Sing=a de z(t)  Curva suave Teorema de Cauchy modificado  ∮^ f^ (^ z^ )^ dz^ =∮ f (^) N ( z ) z − z (^0) dz = 2 πi f (^) N ( z 0 )  ∮^ f^ (^ z^ )^ dz^ =∮ f (^) N ( z ) ( z − z 0 ) n + 1 dz^ =^ 2 πi f (^) N ( n ) ( z 0 ) n! Propiedades de z  |z|=√ x 2 + y 2  |z|^2 =z z  z 2 =x^2 -y^2 -2ixy  z 2 z 2 =(x^2 +y^2 )^2

Series de Fourier

Función par impar Par f(-x)=f(x) -L≤x≤L Reflexión eje y 0≤x≤L Impar: f(-x)=-f(x) -L≤x≤L f(x)=-f(-x) Reflexión y y desp x Propiedades:  Parpar=par  Imparimpar=par

 Par*impar=impar  Par+par=par  Impar+impar=impar  Par/par=par  Impar/impar=par  Integral impar sin asint entre -A y A=  (^) ∫ impar sin asint entre -A y A=0 (A finita o ∞)  (^) ∫ par sin asint entre -A y A=2∫ 0 A ❑  Derivada par=impar  Derivada impar=par Trigonométrica -L≤x≤L f ( x )= 1 2 a 0 + (^) ∑ n = 1 ∞ ¿ ¿  a 0 = 1 L ∫ − L L f ( x ) dx  a (^) n = 1 L ∫ − L L

f ( x )^ cos(

nπx

L )

dx  b (^) n = 1 L ∫ − L L f ( x ) sin

nπx

L )

dx En cosenos Se considera par 0≤x≤L f ( x )

f ( x ) 0 ≤ x ≤ L

f (− x )− L ≤ x ≤ 0 }

f ( x )= 1 2 a 0 + (^) ∑ n = 1 ∞

a n cos(

nπx

L )

 a 0 =¿ 2 L ∫ 0 L f ( x ) dx ¿  a n =¿ (^) L^2 ∫ 0 L f ( x ) cos(^ nπx L ) dx ¿ En senos Se considera impar 0≤x≤L f ( x )

f ( x ) 0 ≤ x ≤ L

− f (− x )− L ≤ x ≤ 0 }

f ( x )= (^) ∑ n = 1 ∞

b n sin(

nπx

L )

 b (^) n = 2 L ∫ 0 L f ( x )sin

nπx

L )

Armónica(Ángulo de Fourier) Función periodo f(x+p) Si periodo P (^) ∫ − P 2 P 2 Si P (^) f ∫ 0 P (^) f ❑ f ( x )= 1 2 a 0 + (^) ∑ n = 1 ∞ C (^) n cos (^) ( n w 0 x + δ (^) n )  w 0 = 2 π P  δ (^) n =tan − 1

− b (^) n

a n )

 a 0 = 2 P ∫ − P 2 P 2 f ( x )dx  a (^) n = 2 P ∫ − P 2 P 2 f ( x )cos (^) ( n w 0 x (^) ) dx

 C n =√ a n^2 + b n^2

 b (^) n = 2 P ∫ − P 2 P 2 f ( x )sin (^) ( n w 0 x (^) ) dx  L =

P

2 Espectro de amplitud a (^0) 2 max C (^) n 2 nw 0 n=1 n= Compleja Periodo fundamental: f ( x )= d 0 + (^) ∑ n =− ∞ n ≠ 0 ∞ d (^) n e ¿ w 0 x  d 0 = 1 P ∫ 0 P f ( x ) dx  d (^) n = 1 P ∫ 0 P f ( x ) e −¿ w 0 x dx  w 0 = 2 π P