Complex Variables and Partial Differential Equations (3130005)

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

Q3) (c)

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

Here, fz = 1 zz - 1z - 2 
 
fz = 1zz - 1 - z - 2 z - 1z - 2 
 
fz = 1zz - 1 z - 1z - 2  - z - 2 z - 1z - 2 
 
fz = 1z1 z - 2  - 1 z - 1  _____1
 
i z < 1
 
i.e. z < 1  &  z2 < 1
 
1fz = 1z1 z - 2  - 1 z - 1 
 
fz = 1z1 2z2 - 1  + 1 1 - z 
 
fz = 1z1 1 - z  - 1 2z2 - 1 
 
fz = 1 z 1 + z + z2 + z3 + ... - 1 2 1 + z2 + z24 + z38 + ...
 
ii 1< z < 2
 
i.e. 1<z  &  z < 2  1z < 1  &  z2 < 1
 
1fz = 1z1 z - 2  - 1 z - 1 
 
fz = 1z12z2 - 1  - 1 z1 - 1z 
 
fz = 1z1 z1 - 1z  - 1 21 - z2 
 
fz = -1z21 + 1z + 1z2 + 1z3 + ... + 1 2z 1 + z2 + z24 + z38 + ...
 
iii z > 2
 
i.e. z2 > 1  2z < 1  &  1z < 1
 
1fz = 1z1 z - 2  - 1 z - 1 
 
fz = 1z1 z1 - 2z  - 1 z1 - 1z 
 
fz = -1z21 + 2z + 4z2 + 8z3 + ... - 1 + 1z + 1z2 + 1z3 + ...