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Fonctions complexes

Posté par
paulinette
29-02-08 à 13:55

bonjour,
J'essaye de résoudre un exercice, mais j'ai du mal à trouver les bonnes équations.
L'énoncé donne: z=x+iy et exp(z)=ex(cos x +i sin y)
On pose cos (z)=cos(x)ch(y)-i sin(x)sh(y) et sin(z)=sin(x)ch(y)+i cos(x) sh(y).
Je dois trouver l'image par cos et par sin de:
-une droite verticale puis d'une bande verticale
-une droite horizontale puis une bande horizontale

Et ensuite déterminer les domaines d'injectivité de cos et sin. Pour cos, j'ai son domaine d'injectivité.
J'ai vu qu'il y avait des cas particuliers, mais je n'arrive pas à trouver les ensembles rechercher.
Pouvez-vous m'aider?
Merci à tous

Posté par
Pece
re : Fonctions complexes 29-02-08 à 18:30

Y'a déjà une faute dans l'énoncé (tout du moins celui que tu donnes) :
Avec les notations données, \exp(z)=\exp(x+iy)=e^x.e^{iy}=e^x.(\cos(y)+i\sin(y)) et non cos(x)


Ensuite, pour les images, comme c'est une fonction de \mathbb{C} dans \mathbb{C}, on peut imaginer la représentation graphique comme une application d'un plan dans un plan.
Par exemple, pour la droite verticale et pour la fonction cos, cela revient à étudier la fonction de \mathbb{R} dans \mathbb{C} définit par : \forall y\in \mathbb{R},\ \cos(x+iy)=\cos(x).\cosh(y)-i.\sin(x).\sinh(y) avec x fixé par l'équation de la droite verticale.

Dans le cas général, il est bon de se rappeler que :

Citation :
Connaître une fonction complexe, c'est connaître deux fonctions réelles.

Posté par
paulinette
re : Fonctions complexes 29-02-08 à 18:57

Oui, j'ai effectivement fait une erreur dans l'énoncé.
J'ai bien remarqué qu'il fallait étudier cos(z)=cos(x) ch(y)-i sin(x)sh(y), mais là ouù ça me pose problème, c'est que je n'arrive pas à déterminer les ensembles demandés., Je tombe sur des équations qui ne disent rien. Et je ne vois pas comment trouver des équations "explicites"

Posté par
Pece
re : Fonctions complexes 29-02-08 à 19:15

Peut-être avec du paramétrique, qu'en dis-tu ?
Dans le cas de la droite verticale et de cos toujours.
Je note f:\mathbb{R}\rightarrow \mathbb{R}^2 la fonction définit par : \forall y\in\mathbb{R},\ f(y)=(\alpha.\cosh(y),-\beta.\sinh(y)) avec \alpha=\cos(x) et \beta=\sin(x)

Ainsi, on peut dire que la figure obtenue est la figure constituée des points M(a,b) tels que :
\left\{ a=\alpha.\cosh(y)\\ b=-\beta.\sinh(y) \right. avec y\in\mathbb{R}

Soit, par parité et imparité : \left\{ a=\alpha.\cosh(-y)\\ b=\beta.\sinh(-y) \right. avec y\in\mathbb{R}.

Tiens voilà une équation paramétrique qui me rappelle qqch...
Je te laisse la suite (qui s'avère plus complexe pour les "bandes")

Posté par
Pece
re : Fonctions complexes 29-02-08 à 19:17

Lors de l'écriture des équations paramétriques, il serait plus juste de dire "y décrit \mathbb{R}" plutôt que seulement y\in\mathbb{R}.

Je m'en excuse

Posté par
paulinette
re : Fonctions complexes 02-03-08 à 10:15

Merci beaucoup pour vos indications.
J'ai trouvé que l'image d'une droite verticale par sin et par cos est une hyperbole de foyers -1 et 1.
L'image d'une droite verticale par sin et cos est une ellipse de foyers 1 et-1.
Je trouve bizarre que ce soit les memes ensemble, est-ce normal?
Pour les bandes, je pense qu'on prend l'ensemble des points compris entre 2 hyperboles dans le premier cas et entre deux ellipses dans le second

Par contre pour les points particuliers j'ai du mal a trouver les ensembles. Pour cos, j'ai pour la droite verticale les droites d'équation x=o[pi] et x=(pi/2)[pi] qui posent problemes
je trouve cos z=ch y ou -ch y pour x=0[pi] mais je ne vois pas du tout quel ensemble est défini par cette équation
je trouve cos z=i sh y ou -i sh y pour x=pi/2[pi] et j'ai le meme probleme

Comment procéder?



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