Übungsset
Übungsquiz zu Komplexe Funktionen mit sofortiger Punktzahl
Beantworte alle 10 Fragen unten und erhalte danach deine Punktzahl sowie eine Fehlerübersicht, damit du genau weißt, was du verbessern kannst.
Was ist \(|1- i\sqrt3|\)?
Richtige Antwort: D. \(2\)
Erklärung: Der Betrag ist \(\sqrt{1^2+( -\sqrt3)^2}=2\).
Was ist die Ordnung der Nullstelle von \(f(z)=\cos z\) bei \(z=\pi/2\)?
Richtige Antwort: D. 1
Erklärung: \(\cos z\) hat bei \(z=\pi/2\) eine einfache Nullstelle.
Welche dieser Funktionen ist auf \(\mathbb{C}\) meromorph, aber nicht ganz?
Richtige Antwort: C. \(\tan z\)
Erklärung: Meromorph bedeutet analytisch außer an isolierten Polen. \(\tan z\) hat nur einfache Pole, ist also meromorph, aber nicht ganz, während \(e^z\) ganz ist.
Hat \(e^z\) Nullstellen?
Richtige Antwort: B. Nein
Erklärung: Die Exponentialfunktion ist für kein komplexes \(z\) gleich null.
Besitzt \(f(z)=\overline{z}\) eine Potenzreihenentwicklung um 0?
Richtige Antwort: A. Nein
Erklärung: Die Konjugation ist nicht analytisch, daher gibt es keine lokale Potenzreihen- (Taylor-)Entwicklung.
Was ist \(|3+4i|\)?
Richtige Antwort: A. \(5\)
Erklärung: Der Betrag ist \(\sqrt{3^2+4^2}=5\).
Was ist \(\Re(i(2-3i))\)?
Richtige Antwort: A. \(3\)
Erklärung: Berechne \(i(2-3i)=2i-3i^2=3+2i\), der Realteil ist also \(3\).
Welche Funktion ist auf \(\mathbb{C}\) meromorph, aber nicht ganz?
Richtige Antwort: A. \(1/\sin z\)
Erklärung: Eine meromorphe Funktion auf \(\mathbb{C}\) ist außerhalb isolierter Pole analytisch; \(1/\sin z\) hat einfache Pole, während \(e^z\) ganz ist.
Wie groß ist der Konvergenzradius von \(\sum_{n=0}^\infty (iz)^n\)?
Richtige Antwort: B. 1
Erklärung: Dies ist eine geometrische Reihe in \(iz\), die konvergiert, wenn \(|iz| < 1\), also \(|z| < 1\); daher ist der Konvergenzradius 1.
Was ist \(\displaystyle \oint_{|z-i|=1} \frac{dz}{z^2+1}\)?
Richtige Antwort: A. \(\pi\)
Erklärung: Pole bei \(z=\pm i\); nur \(z=i\) liegt innerhalb von \(|z-i|=1\). Das Residuum bei \(z=i\) ist: \[ \operatorname{Res}_{z=i}\frac{1}{z^2+1} = \lim_{z\to i}\frac{z-i}{(z-i)(z+i)} = \frac{1}{2i}. \] Daher ist das Integral gleich \(2\pi i\cdot \tfrac{1}{2i} = \pi\).
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Übungsquiz zu komplexen Funktionen mit interaktiver Schritt-für-Schritt-Lektion
Nutze das Quiz weiter unten auf der Seite, um komplexe Funktionen und zentrale Ideen der komplexen Analysis mit den wichtigsten Definitionen und Tests zu üben: komplexe Zahlen \(z=x+iy\) und komplexe Konjugation \(\overline{z}\), Betrag \(|z|\) und Argument \(\arg z\), Eulers Formel \(e^{i\theta}=\cos\theta+i\sin\theta\) und Polarform \(z=re^{i\theta}\), analytische / holomorphe Funktionen und die Cauchy-Riemann-Gleichungen, ganze Funktionen (holomorph auf \(\mathbb{C}\)), komplexe Exponentialfunktionen und Abbildungen wie \(w=e^z\) und \(w=\tfrac{1}{z}\), Singularitäten (hebbar, Pole, wesentlich), Intuition zu Laurent-Reihen, Residuen und schnelle Residuenrechnungen sowie einfache Konturintegrale wie \(\oint z^n\,dz\). Wenn du etwas auffrischen möchtest, klicke auf Lektion starten, um eine Schritt-für-Schritt-Anleitung mit durchgerechneten Beispielen und kurzen Kontrollfragen zu öffnen.
So funktioniert diese Übung zu komplexen Funktionen
- 1. Quiz lösen: Beantworte die Fragen zu komplexen Zahlen und komplexen Funktionen weiter unten auf der Seite.
- 2. Lektion öffnen (optional): Wiederhole Konjugation, Betrag/Argument, Analytizität, Abbildungen, Singularitäten, Residuen und Konturintegrale mit klaren Beispielen.
- 3. Erneut versuchen: Kehre zum Fragenset zurück und wende die Regeln der komplexen Analysis direkt an.
Was du in der Lektion zu komplexen Funktionen lernst
Komplexe Zahlen, Betrag, Argument und Konjugation
- Kartesische Form \(z=x+iy\) und grundlegendes Rechnen
- Komplexe Konjugation \(\overline{z}=x-iy\) und Identitäten wie \(z\overline{z}=|z|^2\)
- Betrag \(|z|=\sqrt{x^2+y^2}\) und Argument \(\arg z\) für die Polarform
Komplexe Exponentialfunktion, Polarform und Abbildungen
- Eulers Formel \(e^{i\theta}=\cos\theta+i\sin\theta\) und \(z=re^{i\theta}\)
- Exponentialabbildung \(w=e^z\): Periodizität \(e^{z+2\pi i}=e^z\) und Bilder von Geraden
- Kehrwertabbildung \(w=\tfrac{1}{z}\): Abbildung von Kreisen/Geraden und Inversionsgeometrie
Holomorphe und analytische Funktionen
- Komplexe Differenzierbarkeit und die Bedeutung von holomorph / analytisch
- Cauchy-Riemann-Gleichungen für \(f(z)=u(x,y)+iv(x,y)\)
- Häufige Kontrollfragen: warum \(f(z)=\overline{z}\) und \(f(z)=|z|^2\) nicht analytisch sind
Singularitäten, Residuen und Konturintegrale
- Hebbare Singularitäten vs. Pole vs. wesentliche Singularitäten
- Residuum an einem einfachen Pol und schnelle Berechnung für rationale Funktionen
- Kernfakt: \(\displaystyle \oint_{|z|=1} z^n\,dz = 0\) für alle ganzen Zahlen \(n≠ -1\)

