1) The first integral evaluates to 4πi using the Cauchy integral formula applied to circles around z=1 and z=2.
2) The second integral evaluates the 4th derivative of e2z at z=-1 using a formula relating derivatives and contour integrals, giving a value of 24.
3) Both integrals are evaluated quickly using results from complex analysis without direct computation.
1. El documento presenta una serie de problemas matemáticos de opción múltiple para un examen SIMCE de segundo medio.
2. Los problemas incluyen temas como conjuntos numéricos, fracciones, sistemas de ecuaciones, funciones y geometría.
3. El documento contiene 36 problemas con sus respectivas opciones de respuesta para que los estudiantes resuelvan.
Mid term paper of Maths class VI 2011 Fazaia Inter collegeAsad Shafat
This document contains a mid-term examination for 6th class mathematics from Fazia Schools & Colleges. The exam has 3 sections: Section A with 20 multiple choice questions, Section B with 10 short answer questions worth 4 marks each, and Section C with 5 long answer questions worth 8 marks each. The exam covers topics in mathematics including sets, numbers, operations, ratios, and word problems. Students are asked to show their work, find sums, quotients, greatest common factors, least common multiples, and solve other mathematical problems.
Este documento presenta una guía de ejercicios sobre porcentajes con 30 preguntas de opción múltiple. Las preguntas cubren una variedad de temas relacionados con porcentajes, como calcular porcentajes de cantidades, aumentos y disminuciones porcentuales, intereses compuestos y simples, y determinar valores desconocidos a partir de información dada en porcentajes. La guía incluye las respuestas clave al final.
Este documento presenta un examen de matemáticas para el Festival Académico 2013 en el Centro de Bachillerato Tecnológico Industrial y de Servicios 209 "Gral. Manuel González Aldama". El examen contiene 48 preguntas de cálculo diferencial con múltiples opciones de respuesta para cada pregunta. El estudiante debe seleccionar la respuesta correcta para cada pregunta.
Este documento proporciona un banco de preguntas SIMCE de Matemática para 2° Medio. Incluye 22 preguntas de selección múltiple y respuestas correctas, así como 1 pregunta abierta con ejemplo de respuesta. El documento sugiere usar estas preguntas para analizar conocimientos y habilidades de los estudiantes, conocer su desempeño, y familiarizarlos con la prueba SIMCE.
The document contains mark schemes for physics exams from the October/November 2013 series. It provides the question number, key, and marks for multiple choice questions across three physics papers: 9702/11, 9702/12, and 9702/13. It also contains a mark scheme and answer key for structured questions on paper 9702/21 and 9702/22. Cambridge will not discuss these mark schemes and is publishing them for most exams from that series.
Este documento contiene 20 preguntas de física sobre temas como mecánica, termodinámica, electricidad y óptica. Las preguntas involucran cálculos de velocidad, aceleración, energía cinética, trabajo, campo magnético, efecto fotoeléctrico y más. El documento provee figuras y datos numéricos para guiar los cálculos requeridos para responder cada pregunta.
1. El documento presenta una serie de problemas matemáticos de opción múltiple para un examen SIMCE de segundo medio.
2. Los problemas incluyen temas como conjuntos numéricos, fracciones, sistemas de ecuaciones, funciones y geometría.
3. El documento contiene 36 problemas con sus respectivas opciones de respuesta para que los estudiantes resuelvan.
Mid term paper of Maths class VI 2011 Fazaia Inter collegeAsad Shafat
This document contains a mid-term examination for 6th class mathematics from Fazia Schools & Colleges. The exam has 3 sections: Section A with 20 multiple choice questions, Section B with 10 short answer questions worth 4 marks each, and Section C with 5 long answer questions worth 8 marks each. The exam covers topics in mathematics including sets, numbers, operations, ratios, and word problems. Students are asked to show their work, find sums, quotients, greatest common factors, least common multiples, and solve other mathematical problems.
Este documento presenta una guía de ejercicios sobre porcentajes con 30 preguntas de opción múltiple. Las preguntas cubren una variedad de temas relacionados con porcentajes, como calcular porcentajes de cantidades, aumentos y disminuciones porcentuales, intereses compuestos y simples, y determinar valores desconocidos a partir de información dada en porcentajes. La guía incluye las respuestas clave al final.
Este documento presenta un examen de matemáticas para el Festival Académico 2013 en el Centro de Bachillerato Tecnológico Industrial y de Servicios 209 "Gral. Manuel González Aldama". El examen contiene 48 preguntas de cálculo diferencial con múltiples opciones de respuesta para cada pregunta. El estudiante debe seleccionar la respuesta correcta para cada pregunta.
Este documento proporciona un banco de preguntas SIMCE de Matemática para 2° Medio. Incluye 22 preguntas de selección múltiple y respuestas correctas, así como 1 pregunta abierta con ejemplo de respuesta. El documento sugiere usar estas preguntas para analizar conocimientos y habilidades de los estudiantes, conocer su desempeño, y familiarizarlos con la prueba SIMCE.
The document contains mark schemes for physics exams from the October/November 2013 series. It provides the question number, key, and marks for multiple choice questions across three physics papers: 9702/11, 9702/12, and 9702/13. It also contains a mark scheme and answer key for structured questions on paper 9702/21 and 9702/22. Cambridge will not discuss these mark schemes and is publishing them for most exams from that series.
Este documento contiene 20 preguntas de física sobre temas como mecánica, termodinámica, electricidad y óptica. Las preguntas involucran cálculos de velocidad, aceleración, energía cinética, trabajo, campo magnético, efecto fotoeléctrico y más. El documento provee figuras y datos numéricos para guiar los cálculos requeridos para responder cada pregunta.
Este documento presenta una serie de ejercicios sobre triángulos y congruencia de triángulos. Incluye 12 ejemplos resueltos que demuestran la congruencia de triángulos utilizando los criterios de ángulo-lado-ángulo, lado-ángulo-lado y ángulo-ángulo-lado. Los ejemplos utilizan conceptos como bisectrices, perpendicularidad y propiedades de triángulos isósceles para establecer la congruencia entre triángulos.
Este documento presenta definiciones y teoremas relacionados con ángulos y figuras geométricas en una circunferencia. Define términos como circunferencia, radio, cuerda, diámetro, secante y tangente. Explica que la medida de un arco es igual a la medida del ángulo central que lo subtiende. Además, que los ángulos inscritos que subtienden el mismo arco tienen la misma medida, y que los ángulos inscritos en una semicircunferencia son rectos. Incluye teoremas como
1) El documento presenta un examen de trigonometría con 35 preguntas sobre cálculos trigonométricos utilizando funciones como seno, coseno, tangente, cotangente, secante y cosecante.
2) Las preguntas involucran ángulos en posición normal, puntos en un plano cartesiano, triángulos y cuadrados. Se pide calcular expresiones trigonométricas dadas.
3) Los estudiantes deben seleccionar la respuesta correcta entre 5 opciones para cada pregunta.
[Question Paper] Design and Analysis of Algorithms (Old Course) [September / ...Mumbai B.Sc.IT Study
This is a Question Papers of Mumbai University for B.Sc.IT Student of Semester - II [Design and Analysis of Algorithms] (Old Course). [Year - September / 2013] . . .Solution Set of this Paper is Coming soon..
1) El documento presenta conceptos sobre ecuaciones de segundo grado y funciones cuadráticas, incluyendo sus raíces, discriminante, vértice y eje de simetría.
2) Se explican las características de las funciones cuadráticas y cómo los valores de sus coeficientes afectan la forma de la parábola asociada.
3) Se proveen ejemplos para ilustrar los diferentes conceptos teóricos sobre ecuaciones y funciones cuadráticas.
The document discusses fundamental matrices and their properties. A fundamental matrix Ψ(t) is a matrix whose columns are fundamental solutions to the system x' = P(t)x. Ψ(t) satisfies the differential equation Ψ' = P(t)Ψ and is nonsingular. The general solution to the system can be written as x = Ψ(t)c, where c is a constant vector. For an initial value problem, the solution is x = Ψ(t)Ψ-1(t0)x0. The fundamental matrix Φ(t) corresponding to a set of fundamental solutions satisfying initial conditions is also discussed. Matrix exponential functions are introduced as the fundamental matrix
Este documento presenta un examen final de matemáticas para tercero medio que consta de 40 preguntas. El examen abarca temas como ecuaciones y funciones cuadráticas, desigualdades, números complejos, rectas y parábolas. Los estudiantes tienen 80 minutos para responder todas las preguntas y justificar sus respuestas. No se permite el uso de calculadoras u otros materiales durante la prueba.
This document provides the mark scheme for the October/November 2011 GCE Advanced Level Physics exam paper 1, which contains 40 multiple choice questions. It lists the question number and key/correct answer for each question. Cambridge will not enter into discussions about these mark schemes. The mark schemes are published to provide guidance for teachers evaluating student responses on the exam.
Este documento contiene 530 preguntas de matemáticas del examen de admisión a la universidad (PSU) en Chile. Las preguntas están ordenadas por contenido y distribuidas de manera diferente que en los facsímiles oficiales con el objetivo de una impresión más económica. Este texto se distribuye de forma gratuita.
The document discusses minimum spanning trees and two algorithms for finding them: Prim's algorithm and Kruskal's algorithm. Prim's algorithm works by growing a spanning tree from an initial node, always adding the edge with the lowest weight that connects to a node not yet in the tree. Kruskal's algorithm sorts the edges by weight and builds up a spanning tree by adding edges in order as long as they do not form cycles. Both algorithms run on undirected, weighted graphs and produce optimal minimum spanning trees.
Este documento presenta 26 problemas de sistemas de ecuaciones, con sus respectivas respuestas. Los problemas abarcan diversos temas como resolver sistemas de ecuaciones, determinar valores desconocidos a partir de sistemas, graficar la solución de sistemas y modelar situaciones reales mediante sistemas de ecuaciones. Adicionalmente, entrega 3 preguntas sobre cómo determinar valores a partir de sistemas de ecuaciones o expresiones. Finalmente, invita a los lectores a complementar los contenidos visitando su página web.
Este documento presenta un examen de matrices que incluye: 1) emparejar términos relacionados con matrices como fila, dimensión, matriz nula y matriz transpuesta; 2) identificar diferentes tipos de matrices como matriz de identidad y matriz inversa; 3) escribir la matriz opuesta y transpuesta de matrices dadas; y 4) sumar y restar matrices.
Este documento es una guía de estudio para tercero medio sobre los teoremas de Pitágoras, Thales y Euclides. Contiene 15 problemas para aplicar estos teoremas al cálculo de lados, áreas y alturas de triángulos y figuras geométricas. El objetivo es que los estudiantes aprendan a aplicar estos teoremas matemáticos fundamentales para resolver problemas que involucren triángulos rectángulos y proporcionalidad.
Este documento presenta un examen de admisión para el semestre 2008-01 con preguntas de razonamiento lógico. El examen consta de 35 preguntas y se realizará el martes por la mañana en la jornada 3A. Las preguntas abarcan temas como secuencias numéricas, geometría, conjuntos y operaciones.
Este documento presenta un examen de física de 30 preguntas de opción múltiple sobre temas como vectores, movimiento de partículas, fuerzas, trabajo, energía, electricidad, magnetismo y otros. El examen consta de 100 puntos y debe completarse en una hoja de respuestas adjunta indicando la versión (0).
Este documento contiene 32 preguntas de trigonometría sobre conceptos como seno, coseno, áreas de regiones sombreadas en la circunferencia trigonométrica, y ordenar valores trigonométricos. Las preguntas requieren calcular expresiones, determinar intervalos, y evaluar si enunciados son verdaderos o falsos. El documento proporciona una evaluación sobre conceptos básicos de trigonometría.
This document provides the mark scheme for the October/November 2011 GCE Advanced Level physics exam. It lists the correct answers for each of the 40 multiple choice questions on the exam. No discussion of the questions, answers, or student responses is provided - the mark scheme simply identifies the key for each question number. Cambridge will not enter into any correspondence about these mark schemes. The mark scheme is intended to guide teachers in accurately scoring the multiple choice exam.
The document summarizes two models:
1. The Lo-Zivot Threshold Cointegration Model, which uses a threshold vector error correction model (TVECM) to analyze the dynamic adjustment of cointegrated time series variables to their long-run equilibrium. It allows for nonlinear and asymmetric adjustment speeds.
2. A bivariate vector error correction model (VECM) and band-threshold vector error correction model (BAND-TVECM) that extend the VECM to allow for nonlinear and discontinuous adjustments to long-run equilibrium across multiple regimes defined by thresholds on a variable. This captures asymmetric adjustment speeds and dynamic behavior.
The BAND-TVECM allows modeling of
Este documento presenta una serie de ejercicios sobre triángulos y congruencia de triángulos. Incluye 12 ejemplos resueltos que demuestran la congruencia de triángulos utilizando los criterios de ángulo-lado-ángulo, lado-ángulo-lado y ángulo-ángulo-lado. Los ejemplos utilizan conceptos como bisectrices, perpendicularidad y propiedades de triángulos isósceles para establecer la congruencia entre triángulos.
Este documento presenta definiciones y teoremas relacionados con ángulos y figuras geométricas en una circunferencia. Define términos como circunferencia, radio, cuerda, diámetro, secante y tangente. Explica que la medida de un arco es igual a la medida del ángulo central que lo subtiende. Además, que los ángulos inscritos que subtienden el mismo arco tienen la misma medida, y que los ángulos inscritos en una semicircunferencia son rectos. Incluye teoremas como
1) El documento presenta un examen de trigonometría con 35 preguntas sobre cálculos trigonométricos utilizando funciones como seno, coseno, tangente, cotangente, secante y cosecante.
2) Las preguntas involucran ángulos en posición normal, puntos en un plano cartesiano, triángulos y cuadrados. Se pide calcular expresiones trigonométricas dadas.
3) Los estudiantes deben seleccionar la respuesta correcta entre 5 opciones para cada pregunta.
[Question Paper] Design and Analysis of Algorithms (Old Course) [September / ...Mumbai B.Sc.IT Study
This is a Question Papers of Mumbai University for B.Sc.IT Student of Semester - II [Design and Analysis of Algorithms] (Old Course). [Year - September / 2013] . . .Solution Set of this Paper is Coming soon..
1) El documento presenta conceptos sobre ecuaciones de segundo grado y funciones cuadráticas, incluyendo sus raíces, discriminante, vértice y eje de simetría.
2) Se explican las características de las funciones cuadráticas y cómo los valores de sus coeficientes afectan la forma de la parábola asociada.
3) Se proveen ejemplos para ilustrar los diferentes conceptos teóricos sobre ecuaciones y funciones cuadráticas.
The document discusses fundamental matrices and their properties. A fundamental matrix Ψ(t) is a matrix whose columns are fundamental solutions to the system x' = P(t)x. Ψ(t) satisfies the differential equation Ψ' = P(t)Ψ and is nonsingular. The general solution to the system can be written as x = Ψ(t)c, where c is a constant vector. For an initial value problem, the solution is x = Ψ(t)Ψ-1(t0)x0. The fundamental matrix Φ(t) corresponding to a set of fundamental solutions satisfying initial conditions is also discussed. Matrix exponential functions are introduced as the fundamental matrix
Este documento presenta un examen final de matemáticas para tercero medio que consta de 40 preguntas. El examen abarca temas como ecuaciones y funciones cuadráticas, desigualdades, números complejos, rectas y parábolas. Los estudiantes tienen 80 minutos para responder todas las preguntas y justificar sus respuestas. No se permite el uso de calculadoras u otros materiales durante la prueba.
This document provides the mark scheme for the October/November 2011 GCE Advanced Level Physics exam paper 1, which contains 40 multiple choice questions. It lists the question number and key/correct answer for each question. Cambridge will not enter into discussions about these mark schemes. The mark schemes are published to provide guidance for teachers evaluating student responses on the exam.
Este documento contiene 530 preguntas de matemáticas del examen de admisión a la universidad (PSU) en Chile. Las preguntas están ordenadas por contenido y distribuidas de manera diferente que en los facsímiles oficiales con el objetivo de una impresión más económica. Este texto se distribuye de forma gratuita.
The document discusses minimum spanning trees and two algorithms for finding them: Prim's algorithm and Kruskal's algorithm. Prim's algorithm works by growing a spanning tree from an initial node, always adding the edge with the lowest weight that connects to a node not yet in the tree. Kruskal's algorithm sorts the edges by weight and builds up a spanning tree by adding edges in order as long as they do not form cycles. Both algorithms run on undirected, weighted graphs and produce optimal minimum spanning trees.
Este documento presenta 26 problemas de sistemas de ecuaciones, con sus respectivas respuestas. Los problemas abarcan diversos temas como resolver sistemas de ecuaciones, determinar valores desconocidos a partir de sistemas, graficar la solución de sistemas y modelar situaciones reales mediante sistemas de ecuaciones. Adicionalmente, entrega 3 preguntas sobre cómo determinar valores a partir de sistemas de ecuaciones o expresiones. Finalmente, invita a los lectores a complementar los contenidos visitando su página web.
Este documento presenta un examen de matrices que incluye: 1) emparejar términos relacionados con matrices como fila, dimensión, matriz nula y matriz transpuesta; 2) identificar diferentes tipos de matrices como matriz de identidad y matriz inversa; 3) escribir la matriz opuesta y transpuesta de matrices dadas; y 4) sumar y restar matrices.
Este documento es una guía de estudio para tercero medio sobre los teoremas de Pitágoras, Thales y Euclides. Contiene 15 problemas para aplicar estos teoremas al cálculo de lados, áreas y alturas de triángulos y figuras geométricas. El objetivo es que los estudiantes aprendan a aplicar estos teoremas matemáticos fundamentales para resolver problemas que involucren triángulos rectángulos y proporcionalidad.
Este documento presenta un examen de admisión para el semestre 2008-01 con preguntas de razonamiento lógico. El examen consta de 35 preguntas y se realizará el martes por la mañana en la jornada 3A. Las preguntas abarcan temas como secuencias numéricas, geometría, conjuntos y operaciones.
Este documento presenta un examen de física de 30 preguntas de opción múltiple sobre temas como vectores, movimiento de partículas, fuerzas, trabajo, energía, electricidad, magnetismo y otros. El examen consta de 100 puntos y debe completarse en una hoja de respuestas adjunta indicando la versión (0).
Este documento contiene 32 preguntas de trigonometría sobre conceptos como seno, coseno, áreas de regiones sombreadas en la circunferencia trigonométrica, y ordenar valores trigonométricos. Las preguntas requieren calcular expresiones, determinar intervalos, y evaluar si enunciados son verdaderos o falsos. El documento proporciona una evaluación sobre conceptos básicos de trigonometría.
This document provides the mark scheme for the October/November 2011 GCE Advanced Level physics exam. It lists the correct answers for each of the 40 multiple choice questions on the exam. No discussion of the questions, answers, or student responses is provided - the mark scheme simply identifies the key for each question number. Cambridge will not enter into any correspondence about these mark schemes. The mark scheme is intended to guide teachers in accurately scoring the multiple choice exam.
The document summarizes two models:
1. The Lo-Zivot Threshold Cointegration Model, which uses a threshold vector error correction model (TVECM) to analyze the dynamic adjustment of cointegrated time series variables to their long-run equilibrium. It allows for nonlinear and asymmetric adjustment speeds.
2. A bivariate vector error correction model (VECM) and band-threshold vector error correction model (BAND-TVECM) that extend the VECM to allow for nonlinear and discontinuous adjustments to long-run equilibrium across multiple regimes defined by thresholds on a variable. This captures asymmetric adjustment speeds and dynamic behavior.
The BAND-TVECM allows modeling of
This document contains an exercise set from a chapter on functions. It includes 35 multi-part math problems testing concepts like domains and ranges of functions, rates of change, and word problems involving temperature, speed, and geometric shapes. The problems cover skills like determining maximum/minimum values, solving equations, and sketching graphs of functions.
This document provides examples and explanations of vector-valued functions and the calculus of vector-valued functions. Some key points covered include:
- Examples of vector-valued functions and their domains.
- Limits of vector-valued functions, including using L'Hopital's rule.
- Derivatives of vector-valued functions and evaluating them at specific values.
- Finding parametric equations of tangent lines to vector-valued functions.
The document contains over 40 examples of vector-valued functions and calculations involving limits, derivatives, and tangent lines of vector-valued functions.
Cálculo ii howard anton - capítulo 16 [tópicos do cálculo vetorial]Henrique Covatti
This document contains a chapter from a textbook on vector calculus. It includes 33 multi-part exercises involving concepts like divergence, curl, line integrals, and parameterizing curves. The exercises provide calculations and proofs related to vector fields and vector operations in three dimensions.
The document is a mid-semester exam for a signals, systems and controls course containing 6 questions testing various concepts in continuous and discrete time signals and linear time-invariant systems. The questions cover topics such as linearity properties, time shifting and time reversal, Fourier series representation of signals, Fourier transform properties, convolution, frequency response and impulse response of LTI systems.
1) The volume of the solid region bounded by z = 9 - x^2 - y in the first octant is found using iterated integration.
2) The volume of the region bounded by z = x^2 + y^2, x^2 + y^2 = 25, and the xy-plane is found using polar coordinates.
3) The double integral of sin(x^2) over the region from 0 to 9 in x and y from 0 to x is evaluated.
This document contains solutions to exercises from a chapter on partial derivatives. It includes:
1) Solutions to 14 sets of partial derivative exercises involving functions of two or more variables.
2) Discussion of limits of functions as the variables approach certain points, including cases where the limit does not exist.
3) Graphical representations of functions of two variables and their level curves.
The document provides detailed worked solutions to multiple partial derivative practice problems across several pages.
This document provides calculations for matrix operations:
1) AB calculates the product of the given matrices A and B, resulting in the matrix [-3, 1, 5].
2) BTCT calculates the product of the transposes of matrices B and C, resulting in the matrix [-1, -3].
3) CA calculates the product of matrices C and A, resulting in the matrix [3, 1, 4; 1, 3, -1].
4) BBT calculates the product of B and its own transpose, resulting in the matrix [1, -1, 2; -1, 1, -2; 2, -2, 4].
5) BBT calculates the product of
1. The document defines relations and functions. It provides examples of relations including r1, r2, r3, r4, and r5.
2. Functions are defined as mappings from a domain A to a range B. Examples of one-to-one, many-to-one, and onto functions are given.
3. Different types of functions are described including constant, linear, quadratic, polynomial, rational, absolute value, step, and periodic functions. Examples are provided for each type.
1. The document describes equations of motion involving acceleration, velocity, and force for various systems. It provides equations relating acceleration, velocity, position, mass, and applied forces over time.
2. Examples of equations of motion presented include those for constant acceleration in one dimension, motion under a central force, damped harmonic motion, and projectile motion under gravity.
3. Key concepts discussed are Newton's laws of motion, relationships between acceleration, velocity, position, and time through integration, and how applied forces relate to acceleration through F=ma.
The document defines and provides examples of several types of functions including:
1) Constant functions where f(x) = a for all values of x.
2) Linear functions of the form f(x) = ax + b.
3) Quadratic functions of the form f(x) = ax2 + bx + c.
4) Polynomial functions which are the sum of terms with variables raised to various powers.
The document is a problem sheet for a control systems analysis and design course. It contains 8 problems involving Laplace transforms and solving ordinary differential equations using Laplace transforms. The problems involve finding Laplace transforms and inverse Laplace transforms of various functions, using Laplace transforms to solve initial value problems for differential equations, and calculating the matrix exponential of given matrices.
The document contains 23 math problems involving equations, inequalities, geometry concepts like angles and lengths of lines, limits, and other algebraic expressions. The problems cover a wide range of math topics including functions, polynomials, systems of equations, trigonometry, and calculus.
This document contains a chapter about mathematical descriptions of continuous-time signals. It includes examples of signal functions, operations like shifting and scaling on signals, derivatives and integrals of signals, properties of even and odd signals, and exercises with answers related to these topics. The exercises involve graphing signals, finding signal values at times, manipulating signals using operations, and identifying signal properties.
1. The document provides solutions to homework problems from a complex analysis class.
2. It shows the work to find harmonic conjugates and derivatives of complex functions, evaluate complex expressions, and take logarithms and exponents of complex numbers.
3. Key steps include using the Cauchy-Riemann equations to test if functions are analytic, decomposing complex expressions into polar form, and applying properties of logarithms and exponents to manipulate expressions.
This document provides an introduction and overview of nonparametric predictive regression for modeling nonlinear and time-varying effects. It summarizes the following key points:
1) Nonparametric predictive regression is proposed to model relationships that may change over time using orthogonal series estimation and local smoothing.
2) A two-step estimation procedure is used, with orthogonal series estimation in the first step to reduce bias, followed by local smoothing in the second step.
3) Asymptotic properties of the estimators are derived, showing they are consistent and asymptotically normal under certain conditions, whether the predictors are stationary or nonstationary.
This document contains solutions to homework problems from a complex analysis course. It solves problems involving logarithms, exponentials, trigonometric and hyperbolic functions of complex numbers. Key steps and solutions are shown for problems involving contour integrals of complex functions along curves in the complex plane. The length of one such curve is computed to be 8a. Several contour integrals are evaluated, with one found to be equal to 1 - i. Bounds on contour integrals are also determined using theorems.
1. The document discusses solving linear differential equations, both homogeneous and non-homogeneous equations. It provides examples of solving equations of varying orders using techniques like finding the auxiliary equation, using inverse operators, and determining the complementary function and particular integrals.
2. Key concepts covered include the auxiliary equation, complementary function, particular integral, and using inverse operators to find particular integrals when solving non-homogeneous equations.
3. Various types of linear differential equations are solved as examples, including first, second, and third order equations with exponential, trigonometric, and polynomial terms. Complete solutions are presented combining the complementary function and particular integrals.
The document defines and provides examples of different types of functions:
1. Constant functions where f(x) = a for all values of x (e.g. f(x) = 2).
2. Linear functions of the form f(x) = ax + b (e.g. f(x) = 5x+3).
3. Quadratic functions of the form f(x) = ax2 + bx + c (e.g. f(x) = 3x2 + 2x + 1).
1. 1
CAAM 335 Matrix Analysis:
Solutions to HW 7
R
Problem 1 (5+5+5=15 points) (a)Compute the integral C f (z)dz for
f (z) = z C = t 2 + it : t ∈ [0, 2] .
(b)-(c)Verify Cauchy’s theorem for the functions
f (z) = 3z2 + iz − 4,
f (z) = 5 sin(2z),
if C is the square with vertices 1 ± i, −1 ± i.
(a)
Z Z 2 Z 2
f (z)dz = (t 2 − it)(2t + i)dt = 2t 3 + t + i(t 2 − 2t 2 )dt
C 0 0
Z 2
1 1 2 1 2 8
= 2t 3 + t − it 2 dt = t 4 + t 2 |t=0 − i t 3 |t=0 = 10 − i
0 2 2 3 3
(b)-(c) A parametrization of the square with vertices 1 ± i, −1 ± i is given by
C = {z(t) = x(t) + iy(t) : t ∈ [0, 4)} ,
where
−1 + 2t
t ∈ [0, 1), −1
t ∈ [0, 1),
1 t ∈ [1, 2), −1 + 2(t − 1) t ∈ [1, 2),
x(t) = y(t) =
1 − 2(t − 2)
t ∈ [2, 3), 1
t ∈ [2, 3),
−1 t ∈ [3, 4), 1 − 2(t − 3) t ∈ [3, 4),
Let C j = {z(t) = x(t) + iy(t) : t ∈ [ j − 1, j)} for j = 1, 2, 3, 4. Then
Z 4 Z 4
C
f (z)dz = ∑ f (z)dz = ∑ (g(z( j)) − g(z( j − 1)).
j=1 C j j=1
where g(z) is an anti-derivative of f (z) so that f (z) = g (z).
(b) f (z) = 3z2 + iz − 4 = (z3 + iz2 /2 − 4z) . Hence
Z
f (z)dz = (1 − i)3 + i(1 − i)2 /2 − 4(1 − i) − [(−1 − i)3 + i(−1 − i)2 /2 − 4(−1 − i)] = −2 − 4i
C1
Z
f (z)dz = (1 + i)3 + i(1 + i)2 /2 − 4(1 + i) − [(1 − i)3 + i(1 − i)2 /2 − 4(1 − i)] = 14
C2
Z
f (z)dz = (−1 + i)3 + i(−1 + i)2 /2 − 4(−1 + i) − [(1 + i)3 + i(1 + i)2 /2 − 4(1 + i)] = −2 + 4i
C3
Z
f (z)dz = (−1 − i)3 + i(−1 − i)2 /2 − 4(−1 − i) − [(−1 + i)3 + i(−1 + i)2 /2 − 4(−1 + i)] = 10
C4
2. 2
Clearly, their sum is indeed 0.
(c) f (z) = 5 sin(2z) = (− 5 cos(2z)) . Hence,
2
5 5
Z
f (z)dz = − cos(2(1 − i)) + cos(2(−1 − i)) = 5 sin(2) sinh(2)i
C1 2 2
5 5
Z
f (z)dz = − cos(2(1 + i)) + cos(2(1 − i)) = −5 sin(2) sinh(2)i
C2 2 2
5 5
Z
f (z)dz = − cos(2(−1 + i)) + cos(2(1 + i)) = 5 sin(2) sinh(2)i
C3 2 2
5 5
Z
f (z)dz = − cos(2(−1 − i)) + cos(2(−1 + i)) = −5 sin(2) sinh(2)i
C4 2 2
Again, they sums up to 0.
Problem 2 (5+5+10 =20 points) Find the residues of the following functions at 0:
(z2 + 1)/z, ez /z2 , (2z + 1)/(z(z3 − 5)).
Let us call the three functions f j , j = 1, 2, 3. Then by the residue formula
1 z2 + 1
res( f1 , 0) = lim z = 1,
z→0 (1 − 1)! z
1 d ez
res( f2 , 0) = lim z2 2 = lim ez = 1,
z→0 (2 − 1)! dz z z→0
1 z2 + 1
res( f3 , 0) = lim z = −1/5.
z→0 (1 − 1)! z(z3 − 5)
Problem 3 (5+10=20 points) Let C = 3eit : t ∈ [0, 2π) . Compute the two integrals
sin(πz2 ) + cos(πz2 ) e2z
Z Z
dz, 4
dz.
C (z − 1)(z − 2) C (z + 1)
You may use results from Chapter 8 to arrive quickly at the solution. Be sure to explain your rationale.
Solution 1:
• Let C1 be the circle around a = 1 with radius r = 1/2 and C2 be the circle around a = 2 with radius r = 1/2.
Then,
sin(πz2 ) + cos(πz2 ) sin(πz2 ) + cos(πz2 ) sin(πz2 ) + cos(πz2 )
Z Z Z
dz = dz + dz
C (z − 1)(z − 2) C1 (z − 1)(z − 2) C2 (z − 1)(z − 2)
3. 3
sin(πz2 )+cos(πz2 )
The function f (z) = (z−2) is differentiable on and inside C1 . By the Cauchy Integral Formula,
sin(πz2 ) + cos(πz2 ) sin(π12 ) + cos(π12 )
Z
dz = 2πi f (1) = 2πi = −2πi(sin(π) + cos(π)) = 2πi.
C1 (z − 1)(z − 2) (1 − 2)
sin(πz2 )+cos(πz2 )
The function f (z) = (z−1) is differentiable on and inside C2 . By the Cauchy Integral Formula,
sin(πz2 ) + cos(πz2 ) sin(π22 ) + cos(π22 )
Z
dz = 2πi f (1) = 2πi = 2πi(sin(4π) + cos(4π)) = 2πi.
C2 (z − 1)(z − 2) (2 − 1)
Consequently,
sin(πz2 ) + cos(πz2 )
Z
dz = 2πi + 2πi = 4πi.
C (z − 1)(z − 2)
• We use the equation
dn f n! f (z)
Z
(a) = dz
dan 2πi C (z − a)n+1
with a = −1, n = 3, f (z) = e2z . We can apply this formula for n = 4 and a = −1, since a = −1 is inside C
and f (z) = e2z is differentiable on C and inside C.
f (z) = e2z , f (z) = 2e2z , f (z) = 4e2z , f (z) = 8e2z .
e2z 2πi 2πi 2(−1) 16πi −2 8πi −2
Z
4
dz = f (−1) = 8e = e = e .
C (z + 1) 3! 3! 6 3
Solution 2: Alternatively, we can also use the Residue Theorem to compute both integrals.
• For the first function,
sin(πz2 ) + cos(πz2 ) sin(π) + cos(π)
res(1) = lim (z − 1) = =1
z→1 (z − 1)(z − 2) −1
sin(πz2 ) + cos(πz2 ) sin(4π) + cos(4π)
res(2) = lim (z − 2) = = 1.
z→2 (z − 1)(z − 2) 1
Hence
sin(πz2 ) + cos(πz2 )
Z
dz = 2πi(1 + 1) = 4πi.
C (z − 1)(z − 2)
• For the second function,
1 d3 e2z 1 3 2z 4 −2
res(−1) = lim (z + 1)4 = lim 2 e = e .
z→−1 (4 − 1)! dz3 (z + 1)4 z→−1 6 3
Hence
e2z 8πi −2
Z
4
dz = 2πi res(−1) = e .
C (z + 1) 3
4. 4
Lecture Notes Section 8.5 (P. 93)
Exercise [1] (20 points) Let us confirm the representation (8.7) in the matrix case. More precisely,
if Φ(z) ≡ (zI − B)−1 is the resolvent associated with B then (8.7) states that
h mj
Φ j,k
Φ(z) = ∑ ∑ (z − λ j )k
j=1 k=1
where
1
Z
Φ j,k = Φ(z)(z − λ j )k−1 dz.
2πi Cj
Compute the Φ j,k per (8.15) for the B in (7.13). Confirm that they agree with those appearing in (7.16).
B = [1 0 0; 1 3 0; 0 1 1];
syms z; inv(z*eye(3)-B)
ans =
[ 1/(z-1), 0, 0]
[ 1/(z-1)/(z-3), 1/(z-3), 0]
[ 1/(z-1)ˆ2/(z-3), 1/(z-1)/(z-3), 1/(z-1)]
Thus
(z − 1)(z − 3) 0 0
1
(zI − B)−1 = (z − 1) (z − 1)2 0 .
(z − 1)2 (z − 3)
1 (z − 1) (z − 1)(z − 3)
and the eigenvalues of B are λ1 = 1 with multiplicity m1 = 2 and λ2 = 3 with multiplicity m2 = 1.
We use the Cauchy’s Theorem (for differentiable terms) and the Residue Theorem (for terms with singularities)
to compute the following integrals:
1
(z−1) 0 0
1 1
Z Z
1 1
Φ1,1 = Φ(z)(z − 1)0 dz = 0 dz
(z−1)(z−3) (z−3)
2πi C(1,1) 2πi C(1,1)
1 1 1
(z−1)2 (z−3) (z−1)(z−3) (z−1)
1 0 0
1
1 0 0
=
(z−3) 0 0 = −1 0 0
2
1 1
1 −1
4
1
−2 1
(z−3) (z−3) z=1
1 0 0
1 1
Z Z
1 (z−1)
Φ1,2 = Φ(z)(z − 1)1 dz = 0 dz
(z−3) (z−3)
2πi 2πi
C(1,1) C(1,1) 1 (z−1)
(z−1)(z−3) (z−3) 1
0 0 0 0 0 0
= 0 0 0 = 0 0 0
1
− (z−3) 0 0
z=1
−1
2 0 0
5. 5
1
(z−1) 0 0
1 1
Z Z
1 1
Φ2,1 = Φ(z)(z − 3)0 dz = 0 dz
(z−1)(z−3) (z−3)
2πi 2πi
C(3,1) C(3,1) 1 1 1
(z−1)2 (z−3) (z−1)(z−3) (z−1)
0 0 0
0 0 0
1
=
(z−1) 1 0 = 1
1 0 .
2
1 1 1 1
(z−1)2 (z−1) 0 4 2 0
z=3
Exercise [2] (10 points) Use (8.14) to compute the inverse Laplace transform of 1/(s2 + 2s + 2).
Recall
h
1
Z
(L −1 q)(t) ≡ q(z)ezt dz = ∑ res(λ j )
2πi C j=1
where C is a simple closed curve that encloses the poles of q(z), in this case at z = −1 + i and z = −1 − i.
1 1 ezt
Z
L −1 2 + 2s + 2
(t) = dz = res(−1 + i) + res(−1 − i)
s 2πi C (z − (−1 + i))(z − (−1 − i))
ezt ezt e(−1+i)t e(−1−i)t
= + = +
z − (−1 − i) z − (−1 + i) 2i −2i
z=−1+i z=−1−i
eit − e−it
= e−t = e−t sin(t)
2i
Exercise [3] (20 points) Use the result of the previous exercise to solve, via the Laplace transform, the differential
equation
x (t) + x(t) = e−t sint, x(0) = 0.
Hint: Take the Laplace transform of each side.
Taking the Laplace transform of each side, and using the result from the previous exercise,
L (x (t) + x(t)) = L (e−t sint)
1
sL x − x(0) + L x =
s2 + 2s + 2
1
(s + 1)L x = 2
(s + 2s + 2)
1
Lx =
(s + 1)(s2 + 2s + 2)
Now, we use the inverse Laplace transform to determine x(t).
6. 6
Let C be a sufficiently large circle that encircles the 3 poles at λ3 = −1, λ2 = −1 + i and λ3 = −1 − i.
3
1 1 ezt
Z
L −1 (t) = dz = ∑ res(λ j )
(s + 1)(s2 + 2s + 2) 2πi C (z + 1)(z − (−1 + i))(z − (−1 − i)) j=1
ezt ezt ezt
= + +
z2 + 2z + 2 (z + 1)(z − (−1 − i)) (z + 1)(z − (−1 + i))
z=−1 z=−1+i z=−1−i
e−t e(−1+i)t e(−1−i)t −eit − e−it
= + + = e−t 1 + = e−t (1 − cos(t))
1 (2i)(i) (−2i)(−i) 2
Therefore, the solution to the differential equation is x(t) = e−t (1 − cos(t)).