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Cómo encontrar la serie de Laurent expansión

$f(z)$ es definida de la siguiente forma: $$ f(z) = \frac{z}{(z-1)(z-3)} $$ Necesito encontrar una serie de $f(z)$ que implica positivos y negativos de los poderes de $(z-1)$, que converge a $f(z)$ al $0 \leq |z - 1| \leq 2$.

Lo que yo entiendo de la pregunta es debo expandir $f(z)$ Laurent de la serie.

$$ f(z) = \sum_{m=0}^{\infty}a_{m}(z-1)^{m} + \sum_{m=1}^{\infty}b_{m}(z-1)^{-m}$$

donde,

$$ a_{m} = \frac{1}{j2\pi}\oint_{C}\frac{f(z)}{(z-1)^{m+1}}dz $$

$$ b_{m} = \frac{1}{j2\pi}\oint_{C}\frac{f(z)}{(z-1)^{1-m}}dz $$

Esto es lo que la teoría me dice.

Pero yo se aplican parcial fracción método para esta función como esta:

$$ f(z) = \frac{z}{(z-1)(z-3)} = \frac{z^{-1}}{(1-z^{-1})(1-3z^{-1})} = \frac{-1/2}{(1-z^{-1})} + \frac{1/2}{(1-3z^{-1})} $$

Y sé que esta expansión de la serie de la z-transformar como este:

$$ f(z) = -\frac{1}{2} \sum_{k=0}^{\infty}z^{-k} + \frac{1}{2} \sum_{k=0}^{\infty}3^{k}z^{-k}$$

Puedo obtener una expansión de la serie, pero parece que Mclaurin de la serie no Laurent de la serie.

Aquí, mi primera pregunta una expresión puede tener diferente tipo de expansión de la serie?

Y segundo, ¿cómo encontrar una Laurent serie de $ f(z) $

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Ant Puntos 10516

El problema es que si usas $\frac 1{1-z} = \sum z^n$ que son esencialmente de la escritura de las Laurent de expansión en un barrio de $0$. Ya que quieren que los poderes de $z-1$, significa que desea una expansión en un barrio de $1$!

Por lo tanto el $\frac {1}{z-1} = (z-1)^{-1}$ plazo ya está "bien" (como $\frac 1z$ estaría en una laurent expansión en un neightborhood de $0$)

Usted tiene que ampliar en un nieghborhood de $1$ la expresión de $\frac z{z-3}$. Puede establecer $t = z - 1 \implies z = t + 1$, por lo que su expresión se vuelve $\frac{t+1}{t-2}$. Ahora uso parcial de las fracciones, encontrar el de la serie de laurent en un barrio de $0$ con respecto al $t$ $\frac{t+1}{t-2}$ (Esto significa que usted puede utilizar la serie geométrica de la fórmula), sustituya $t = z-1$ y dividir todo por $z-1$ para obtener el resultado final

14voto

GmonC Puntos 114

No hay necesidad de integrales de contorno, solo dar un nombre a la cantidad que desee de una serie de Laurent en y amplia. Así $x=z-1$: $$ \frac z{(z-1)(z-3)}=\frac{x+1}{x(x-2)} = x ^ {-1} \left (1-\frac32\sum_ {i\geq0}(\frac x2) ^ i\right) =-\frac12x^{-1}+\sum_{i\geq0}\frac{-3}{4\times2^i}x^i. $$ Si te gusta ahora puede sustituir $x:=z-1$.

4voto

Amitai Yuval Puntos 9374

Primero, sí. La misma función puede tener otra serie de Laurent, según el centro del anillo en cuestión.

Consideremos ahora la función dada. Claramente, la cuestión se resolverá con facilidad una vez que nos encontramos con la serie de $$g(z)=\frac{z}{z-3}.$$Note that$$g(z)=1+\frac{3}{z-3}=1+\frac{3}{(z-1)-2}=1+\frac{3/2}{\frac{z-1}{2}-1},$$and % la última expresión se puede representar como la suma de una serie geométrica.

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