DMUG-Archiv 1999

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Re: Gaussche Zahlenebene + Conjugate

> 1. Wie lassen sich Ortskurven in der Gausschen Zahlenebene plotten?
> Das Problem ist welche "Funktion" muss ich verwenden um eine
> 2dimensionale Funktion zu plotten die von 2 Funktionen abhängig ist.
> (Real und Imaginaer Teil)?

Zum Zeichnen von komplexwertigen Funktionen komplexer Argumente
verwenden Sie entweder das standard Package Graphics`ComplexMap`
(schauen Sie in der On-line Hilfe unter "Add-Ons", Standard packages
nach), oder Graphics`ArgColors` mit dessen Hilfe Sie die Funktion
nach Absolutbetrag und Argument zeichnen können, wobei Sie die
Variable explizit als (x + I y) schreiben müssen, zum Beispiel
für die Exponentialfuntion:

In[1]:= Needs["Graphics`ArgColors`"]

In[2]:= Plot3D[{Abs[Exp[x + I y]], ArgColor[Exp[x + I y]]},{x,-1,1}, {y,-3,3}];

"Einfach so" kann mann komplexe Funktionen nicht zeichnen, da man dafür
ja vier Dimension haben müsste.


> 2. Beim Benutzen der Funktion "Conjugate" bekomme ich bei folgendem Term
> 
> z=K/(I w*(1+I w T))
> Conjugate[z]
> 
> folgende Loesung:
> 
> I Conjugate[K]/(Conjugate[w]*(1 - I Conjugate[T w]))
> 
> wie muss ich das Ergebniss deuten (insbesondere das Conjugate[x])?

Mathematica nimmt an, dass alle vorkommenden Größen, wie K, T, und w
komplex sind. Falls K und T reell sind, vereinfachen Sie mit ComplexExpand.

ComplexExpand[Conjugate[z]],{w}] ergibt ein längeres Resultat,
in dem w als komplex, alle anderen Symbole als reell angenommen werden.
Davon können Sie dann zum Beispiel den Realteil berechnen:

In[7]:= ComplexExpand[Re[Conjugate[z]],{w}] // Simplify

                            2          2
         K (-Im[w] + T Im[w]  - T Re[w] )
Out[7]= ----------------------------------
              2                          2
        Abs[w]  Abs[1 - I Conjugate[T w]]

um die noch vorkommenden Conjugate aufzulösen, verwenden Sie die Option
TargetFunctions:

In[21]:= ComplexExpand[Re[Conjugate[z]],{w},TargetFunctions->{Re,Im}] // Simplify

                                        2          2
                     K (-Im[w] + T Im[w]  - T Re[w] )
Out[21]= ---------------------------------------------------------
               2        2                    2      2    2      2
         (Im[w]  + Re[w] ) (1 - 2 T Im[w] + T  Im[w]  + T  Re[w] )

Vielleicht wollen Sie aber von Anfang an statt w einfach (x+I y) schreiben,
dann sieht es etwas einfacher aus:

In[9]:= z /. w -> x + I y

                    -I K
Out[9]= -----------------------------
        (1 + I T (x + I y)) (x + I y)


damit erhalten Sie für den Realteil des Konjugierten:

In[22]:= ComplexExpand[Re[Conjugate[z1]],TargetFunctions->{Re,Im}] // Simplify

                              2    2
                   K (y + T (x  - y ))
Out[22]= -(------------------------------------)
             2    2                2   2    2
           (x  + y ) (1 - 2 T y + T  (x  + y ))


Das sollte Ihnen einige Ideen zum Umgang mit komplexen Größen geben,

mit freundlichen Grüßen,

Roman Mäder

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Verweise:
Gaussche Zahlenebene + Conjugate
Heiko Westphal, 18.02.1999

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DMUG-Archiv, http://www.mathematica.ch/dmug-liste.html; Letzte Änderung: 08.09.2003 20:45