17.7. Логарифмічна функція

Логарифмічна функція визначається з рівності

.

Якщо покладемо

,

то з рівності

знаходимо

.

Остаточно одержимо аналітичні вираження для логарифмічної функції

(15)

Логарифмічна функція має нескінченне число значень. Якщо — позитивне дійсне число, то лише одні зі значеньбуде дійсним.

При обході навколо крапкив позитивному напрямку проти вартовий стрілкиодержує додатковий доданок, а функціяодержує додатковий доданок.

Приклад. Знайдемо .

Логарифми негативних чисел існують, приймають нескінченне число комплексних значень.

Приклад. Знайдемо .

Знайдемо .

Якщо , то для відшукання логарифмів можна використовувати розкладання в статечний ряд

.

З цього розкладання можна одержати ряд

(16)

яке застосовано при .

Вміючи обчислювати логарифми можна визначити показову функцію з довільною підставою по формулі

. (17)

Приклад. Знайдемо значення числа

.

Одне зі значень показової функції

.

Приклад. Знайдемо значення негативного числа в ірраціональному ступені

Усі значення усюди щільно лежать на одиничній окружності.

Аналогічно знаходяться значення статечної функції по формулі

(18)

Після обходу навколо початку координат статечна функціяодержує додатковий множник. Якщо— ціле число, тоі функціяє однозначної.

Якщо , то статечна функціяпри обходінавколо початку координат одержує додатковий множникі післяобходів приходимо до первісного значення, тому що.

Функція — багатозначна і приймаєрізних значень, що відрізняються множником

.

Функція після одного обходунавколо крапкипереходимо до значення. Після другого обходу функція приймає вихідне значення.

17.8. Зворотні тригонометричні функції

Знайдемо вираження для зворотних тригонометричних функцій через логарифмічну функцію.

Функцію можна визначити через розв’язок рівняннявідносно. З формули Ейлера (12) знаходимо рівняння.

. Заміна приводимо до квадратного рівняння

, ,

, .

Остаточно одержимо формулу

. (19)

Приклад. Обчислимо значення функції

Приклад.Обчислимо значення функції

Значення існує, але є комплексним.

Аналогічно знаходимо формулу для з рівняння,. Покладемо.

З рівняння , знаходимо.

(20)

Приклад. Обчислимо значення функції

Приклад. Знайдемо значення функції

Знайдемо аналітичне вираження для . З рівностізнаходимо.

Маємо рівняння

.

Покладемо . З рівняннязнаходимо,.

Остаточно знаходимо вираження

. (21)

Приклад. Знайдемо .

.

Приклад. Обчислимо значення функції

.

Приклад. Обчислимо значення функції

На закінчення відзначимо, що функції комплексного перемінних мають властивості, що дозволяють обчислювати визначені інтеграли, вирішувати задачі математичної фізики, знаходимо конформні відображення.

Питання для самоперевірки

1. Яке число називається мнимою одиницею?

2. Що називається дійсною і мнимою частиною комплексного числа.

3. Що називається модулем і аргументом комплексного числа.

4. Алгебраїчні дії з комплексними числами.

5. Множення, розподіл і зведення в ступінь комплексних чисел у тригонометричній формі.

6. Витяг кореня -го ступеня.

7. Гіперболічні функції і їхнє співвідношення з тригонометричними функціями.

8. Логарифми комплексних чисел.

9. Зворотні тригонометричні функції від комплексного аргументу.