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Wegintegrale: Tipp
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 23:08 Di 09.06.2015
Autor: JigoroKano

Hallo Zusammen :-),

ich möchte folgendes Wegintergral berechnen:

[mm] \integral_{\gamma}{\overline{z}*dz}, [/mm] wobei [mm] \gamma [/mm] den Einheitskreis von z=1 nach z=1 im mathematisch positiven Sinne durchläuft.

Den Einheitskreis kann man ja in Polarkoordinaten bzw. der Eulerform darstellen. Daher könnte [mm] \gamma(t) [/mm] ja zwei Formen haben:
[mm] \gamma(t)=e^{i*t}=cos(t)+i*sin(t) [/mm] und wegen der Forderung "im mathematisch positiven Sinne" muss [mm] t\in(0;2\pi) [/mm]

Das bedeutet für das Integral, dass prinzipell zwei Rechenwege möglich sind:

Weg 1:
[mm] \integral_{\gamma}{\overline{z}*dz} [/mm] mit [mm] \gamma(t)=e^{i*t}, t\in(0,2\pi) [/mm]
[mm] \integral_{\gamma}{\overline{z}*dz}=\integral_{0}^{2\pi}{\overline{e^{i*t}}*\bruch{1}{i}*e^{i*t}*dt}=\integral_{0}^{2\pi}{e^{-i*t}*(-i)*e^{i*t}*dt}=\integral_{0}^{2\pi}-i*dt=-i*\[/mm] [t][mm] _{0}^{2\pi}=-2*\pi*i [/mm]

Weg 2
[mm] \integral_{\gamma}{\overline{z}*dz} [/mm] mit [mm] \gamma(t)=cos(t)+i*sin(t), t\in(0,2\pi) [/mm]
[mm] \integral_{\gamma}{\overline{z}*dz}=\integral_{0}^{2\pi}{\overline{(cos(t)+i*sin(t))}*(-sin(t)+i*cos(t))}=\integral_{0}^{2\pi}{(cos(t)-i*sin(t))*(-sin(t)+i*cos(t))}=\integral_{0}^{2\pi}{-cos(t)*sin(t)+i*cos^{2}(t)+i*sin^{2}(t)-i^{2}*sin(t)*cos(t)} [/mm]
[mm] =\integral_{0}^{2\pi}{i*(cos^{2}(t)+sin^{2}(t))-cos(t)*sin(t)+cos(t)*sin(t)}=\integral_{0}^{2\pi}{i}=2*\pi*i [/mm]

Jetzt weiß ich nicht welches Ergebnis richtig ist.... Eigentlich müssten doch die selben Ergebnisse rauskommen. Aber einen Rechenfehler finde ich auch nicht bei den beiden Wegen.... Über einen hilfreichen Tipp würde ich mich sehr freuen :-)

Beste Grüße
Kano

        
Bezug
Wegintegrale: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 00:36 Mi 10.06.2015
Autor: Chris84


> Hallo Zusammen :-),

Huhu ;)

>  
> ich möchte folgendes Wegintergral berechnen:
>  
> [mm]\integral_{\gamma}{\overline{z}*dz},[/mm] wobei [mm]\gamma[/mm] den
> Einheitskreis von z=1 nach z=1 im mathematisch positiven
> Sinne durchläuft.
>  
> Den Einheitskreis kann man ja in Polarkoordinaten bzw. der
> Eulerform darstellen. Daher könnte [mm]\gamma(t)[/mm] ja zwei
> Formen haben:
>  [mm]\gamma(t)=e^{i*t}=cos(t)+i*sin(t)[/mm] und wegen der Forderung
> "im mathematisch positiven Sinne" muss [mm]t\in(0;2\pi)[/mm]
>  
> Das bedeutet für das Integral, dass prinzipell zwei
> Rechenwege möglich sind:
>  
> Weg 1:
>  [mm]\integral_{\gamma}{\overline{z}*dz}[/mm] mit [mm]\gamma(t)=e^{i*t}, t\in(0,2\pi)[/mm]
>  
> [mm]\integral_{\gamma}{\overline{z}*dz}=\integral_{0}^{2\pi}{\overline{e^{i*t}}*\bruch{1}{i}*e^{i*t}*dt}=\integral_{0}^{2\pi}{e^{-i*t}*(-i)*e^{i*t}*dt}=\integral_{0}^{2\pi}-i*dt=-i*\[/mm]
> [t][mm]_{0}^{2\pi}=-2*\pi*i[/mm]

Muesste statt $1/i$ da nicht einfach $i$ stehen? Die Ableitung von [mm] $e^{it}$ [/mm] nach $t$ ist doch $i [mm] e^{it}$. [/mm]

>  
> Weg 2
>  [mm]\integral_{\gamma}{\overline{z}*dz}[/mm] mit [mm]\gamma(t)=cos(t)+i*sin(t), t\in(0,2\pi)[/mm]
>  [mm]\integral_{\gamma}{\overline{z}*dz}=\integral_{0}^{2\pi}{\overline{(cos(t)+i*sin(t))}*(-sin(t)+i*cos(t))}=\integral_{0}^{2\pi}{(cos(t)-i*sin(t))*(-sin(t)+i*cos(t))}=\integral_{0}^{2\pi}{-cos(t)*sin(t)+i*cos^{2}(t)+i*sin^{2}(t)-i^{2}*sin(t)*cos(t)}[/mm]
>  [mm]=\integral_{0}^{2\pi}{i*(cos^{2}(t)+sin^{2}(t))-cos(t)*sin(t)+cos(t)*sin(t)}=\integral_{0}^{2\pi}{i}=2*\pi*i[/mm]
>  
> Jetzt weiß ich nicht welches Ergebnis richtig ist.... Eigentlich müssten doch die selben Ergebnisse rauskommen. Aber einen Rechenfehler finde ich auch nicht bei den beiden Wegen.... Über einen hilfreichen Tipp würde ich mich sehr freuen :-)
>  
> Beste Grüße
>  Kano

Gruss

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