Komplex függvények színes ábrázolása

Egy rövid ismertető sok példával

hun eng

Négyzetgyök

A négyzetgyök függvény képén egy újabb tulajdonság figyelhető meg.

Négyzetgyök – 1 Színezés

\(f(z) = \sqrt{z}\;\textrm{(főág)},\quad z \in \mathbb{C}(0,3)\)

Nevezetesen: a valós tengely negatív félegyenesén a négyzetgyökfüggvénynek szakadása van. Más helyeken folytonos. (Az eddig tárgyalt függvények mind folytonosak voltak az egész komplex számsíkon.)

A négyzetgyökfüggvény ugyanis a négyzetfüggvény inverze, azonban mivel ez nem injektív, az inverz képzéséhez le kell szűkíteni egy olyan tartományra, amelyen már az. Egy ilyen tartomány például a pozitív valós részű félsík. Ezen – mint már láttuk – a négyzetfüggvény felvesz minden komplex értéket, ezért inverze, az egész komplex számsíkon értelmezett négyzetgyökfüggvény képhalmaza a jobb oldali félsík.

Másik színezéssel:

Négyzetgyök – 2 Színezés

\(f(z) = \sqrt{z}\;\textrm{(főág)},\quad z \in \mathbb{C}(0,3)\)

Több ágát definiálhatjuk a négyzetgyökfüggvénynek. A négyzetfüggvény értelmezési tartományának természetes „jobb oldali félsík” választásával kapjuk az úgynevezett főágat. Más félsíkokra is leszűkíthetjük a négyzetfüggvényt, így ez lesz majd a négyzetgyökfüggvény képhalmaza. Azonban a tartomány megválasztása közvetlenül befolyásolja a szakadás elhelyezkedését is. Ezt szemlélteti az alábbi ábra.

Négyzetgyök ágakról

Segítségképpen ide tettük a négyzetfüggvény és a színezés képét is:

Négyzet kicsiben Imre nagyban

A különböző ágakat bemutató videó megtekinthető lent, illetve letölthető ezen a linken. Az animációban egyszer körbevezetjük a leszűkítési tartományt a komplex síkon. (Aminek következtében a szakadás két kört tesz meg.)

Készítette: Lócsi Levente (ELTE IK NA / EJC IM) a NuHAG csoportban, 2011. májusában. Valid XHTML és CSS.