Complex Variables and Partial Differential Equations (3130005)

BE | Semester-3   Winter-2019 | 26-11-2019

Q2) (c)

Expand fz=1 z-1z+2  valid for the region I z<1, II 1<z<2 and IIIz>2.

Here, fz=1 z-1z+2 
 
fz =13 z + 2 - z - 1 z - 1z + 2 
 
fz =13 z + 2 z - 1z + 2  -  z - 1 z - 1z + 2 
 
fz =13 1 z - 1  -  1 z + 2    -----1
 
I z<1
 
i.e. z<1  &  z2<1
 
1fz =13 1 z - 1  -  1 z + 2  
 
fz =13 -1 1 - z  -  12z2 + 1  
 
fz =-13 1 1 - z  +  121 + z2  
 
fz =-13  1 + z + z2 + z3+... +  1 2 1 - z2 + z24 - z38+... 
 
II 1<z<2
 
i.e. 1<z  &  z<21 z <1  &  z2<1
 
1fz =13 1 z - 1  -  1 z + 2  
 
fz =13 1 z1 - 1 z   -  12 z2 + 1  
 
fz =13 1 z1 - 1 z   -  12 1 + z2  
 
fz =13 1 z 1 + 1 z  + 1 z2  + 1 z3  + ... -  1 21 - z 2  + z2 4  + z3 8  + ... 
 
fz =13 1 z  + 1 z2  + 1 z3  + 1 z4  + ... -  1 6  1 - z 2  + z2 4  + z3 8  + ... 
 
III z > 2
 
i.e. z2>1 2z<1  &  1z<1
 
1fz =13 1 z - 1  -  1 z + 2  
 
fz =13 1 z1 - 1 z   -  1z 1 + 2z  
 
fz =13 1 z 1 + 1 z  + 1 z2  + 1 z3  + ... -  1 z1 - 2 z  + 4 z2  - 8 z3  + ...