Complex Variables and Partial Differential Equations (3130005)

BE | Semester-3   Summer-2020 | 27-10-2020

Q3) (c)

Expand fz = 1 z + 2z + 4  valid for the region i z < 2 , ii 2 < z < 4 and i z > 4.

Here, fz = 1 z + 2z + 4 
 
fz = 12z + 4 - z + 2 z + 2z + 4 
 
fz = 12z + 4 z + 2z + 4  - z + 2 z + 2z + 4 
 
fz = 121 z + 2  - 1 z + 4  _____1
 
i z < 2
 
i.e. z2 < 1  &  z4 < 1
 
1fz = 121 z + 2  - 1 z + 4 
 
fz = 121 21 + z2  - 1 41 + z4 
 
fz = 1 4 1 - z2 + z24 - z38 + ... - 1 8 1 - z4 + z216 - z364 + ...
 
ii 2< z < 4
 
i.e. 2<z  &  z < 4  2z < 1  &  z4 < 1
 
1fz = 121 z + 2  - 1 z + 4 
 
fz = 121 z1 + 2z  - 1 41 + z4 
 
fz = 1 2z 1 - 2z + 4z2 - 8z3 + ... - 1 8 1 - z4 + z216 - z364 + ...
 
iii z > 4
 
i.e. z4 > 1  4z < 1  &  z4 < 1
 
1fz = 121 z + 2  - 1 z + 4 
 
fz = 121 z1 + 2z  - 1 z1 + 4z 
 
fz = 1 2z 1 - 2z + 4z2 - 8z3 + ... - 1 2z 1 - 4z + 16z2 - 64z3 + ...