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Erster Teil. Differential-Rechnung.
soll jede komplexe Variable w = u + iv verstanden werden,
die für alle Werte von x, y die Beziehung
e w = z
erfüllt; mit andern Worten, wie bei reellen Variablen soll der
natürliche Logarithmus die Umkehrung der natürlichen Potenz
sein. Zu seiner Bezeichnung diene dasselbe Symbol Iz wie
bei reellen Variablen.
Aus
e w = e u+lv = e“(cos v -(- i sin v) = x -f iy
folgt aber nach dem Grundsätze, daß zwei komplexe Größen
nur dann gleich sind, wenn die rellen Bestandteile und die
Koeffizienten von i beiderseits übereinstimmen, daß
e u cos v = x
e u sin v = y,
daraus ergibt sich für den Modul von e w , d. i. für e u , der Wert
ferner
e u = | ]/x 2 + y 2 ,
woraus u = l ]/x 2 + y 2 ;
cos v —
sm« =
tg V = — ;
ö x ’
bezeichnet also Are tg —■ jenen einzigen Bogen aus dem Inter
valle (0, 27t), dessen Tangens den Wert --- hat und dessen
Kosinus, Sinus beziehungsweise mit x, y dem Zeichen nach
übereinstimmen, so ist
v = Arctg — + 2%it,
° x ’
wobei x jede positive und negative ganze Zahl mit Einschluß
der Null bedeuten kann.
Nachdem so die Elemente von w durch jene von z dar
gestellt sind, hat man:
(16) l{x + iy) = l' ]/x 2 + y 2 4- ¿Are tg + 2xTti.
Der natürliche Logarithmus einer komplexen Variahein ist dem
nach eine unendlich vielwertige Funktion, und aus einem seiner
Werte ergibt sich jeder andere durch additive Hinzufügung eines
entsprechenden Vielfachen von 2jti.
Den zu x == 0 gehörigen Wert bezeichnet man als Haupt
wert mit dem Symbol Tz, so daß Iz = Tz + 2xn.