Vierter Abschnitt. Reihen.
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Fig. 20.
Y
wegen der Periodizität der trigonometrischen Funktionen mit
der Periode 2jt nicht; folglich ist
gi(y + 2jut) _
und
(14) e z+2x7ti = e z .
Die natürliche Potenz e* ist demnach eine eindeutige periodische
Funktion von z und 2 ni der Modul der Periode (32). Ist z
rein imaginär = iy, so ist vermöge (12) der Modul von e iy
bei jedem Werte von y die Einheit; ist z komplex = x -f- iy,
so ist der Modul von e z auf Grund von (13) F.
Wegen der Periodizität von e z genügt es, um alle Werte
der Funktion, deren sie fähig ist, zu erhalten, z ein Gebiet
zuzuordnen, das dem x das Intervall
(— oo, + °°), dem y das Intervall (0, 2it)
zuweist, also einen Streifen der Ebene,
welcher von der x-Achse und einer zu
ihr parallelen Geraden im Abstande 2jt
begrenzt wird (Fig. 20). Zerlegt man die
ganze Ebene in Streifen dieser Breite, so
Ö ^
wiederholen sich die Werte von e z , welche
aus dem erstgenannten Streifen entspringen, in jedem anderen
derart, daß e z ' = e z , wenn zz | YY', zz' = 2jt oder ein positives
oder negatives Vielfaches hiervon ist. Die Ebene XOY ist
daher unendlich vielfach auf die Ebene UOVabgebildet (102).
Verbindet man die Gleichung (12) oder
d x = cos x + i sin x
mit der aus ihr durch Zeichenänderung des x hervorgehenden
e~ ix = cos x — i sin x
durch Addition und Subtraktion, so ergeben sich die ebenfalls
von Euler aufgestellten Formeln:
'ixi
2Jli
Z’
0
cos x =
sin x =
: +e-
2
2 i
106. Der natürliche Logarithmus. Unter dem natür
lichen Logarithmus der komplexen Variablen z = x + iy