Cómo determinar todos los rangos de convergencia posibles de la serie laurent para [matemáticas] f (z) = \ frac {1} {z ^ 4-1} [/ matemáticas]

Primero lo primero: ¿dónde apesta esta función? Ciertamente apesta a todas esas raíces de la cuarta unidad donde se obtienen las singularidades de los polos. Entonces sabemos que la serie se comporta mal en los puntos [matemática] \ {\ pm 1, \ pm i \} [/ matemática]. Encontremos la serie y su radio de convergencia acerca de [math] z = i [/ math], y te lo dejaré a ti para que hagas los otros puntos.

Usando fracciones parciales, dado que estamos en los números complejos, sabemos que podemos factorizar ese denominador por completo y obtenemos

[matemáticas] 1 = A (zi) (z + 1) (z-1) + B (z + i) (z + 1) (z-1) + C (z + i) (zi) (z-1 ) + D (z + i) (zi) (z + 1). [/matemáticas]

Podemos resolver para [matemáticas] A, B, C \ text {y} D, [/ matemáticas] descubriendo que son iguales a [matemáticas] \ frac {1} {4i}, \ frac {-1} {4i}, \ frac {-1} {4} \ text {, y} \ frac {1} {4} [/ math] respectivamente.

En el punto [math] z = i [/ math], podemos ver a través de nuestra descomposición que

[matemáticas] f (z) = \ frac {1} {4i} \ frac {1} {z + i} + \ frac {-1} {4i} \ frac {1} {zi} + \ frac {-1 } {4} \ frac {1} {z + 1} + \ frac {1} {4} \ frac {1} {z-1} [/ math]

es holomórfico (o analítico dependiendo de dónde eres) en 3 de los sumandos, y solo en el primer sumandó observamos el comportamiento del polo. La parte principal de la serie Laurent en [math] z = i [/ math] es así

[matemáticas] \ frac {-1} {4i} \ frac {1} {zi}, [/ matemáticas]

y el radio de convergencia sobre [matemática] i [/ matemática] está determinado por qué tan grande debe ser un disco cerrado centrado en [matemática] z = i [/ matemática] para contener otra singularidad. Con un poco de trigonometría, se puede determinar que este radio es [math] \ sqrt {2} [/ math].

Gracias por leer 🙂

Esta es mi opinión.
Has expresado f como una suma de tres sumas
Ahora cada suma es evidentemente una progresión geométrica que se extiende hasta el infinito.
Ahora, para que el GP converja, necesitamos que el módulo de la relación sea menor que la unidad.
Ahora la relación en este caso es un número complejo.
Por lo tanto, para cada suma puede calcular cuál es la relación.
Entonces podrías construir tres ecuaciones de restricción usando #.
Cada uno produciría las áreas de convergencia para cada suma en el plano complejo.
Ahora el área general de convergencia sería la intersección de las tres áreas evaluadas.