Variable
Compleja I,
2019-20: Desarrollo del
curso día a día:
Clase 1, M, 28/01/2020:
Introducción y presentación
de los contenidos de la
asignatura. Bibliografía.
Método de evaluación. Consejos
para estudiar. La necesidad de definir los números complejos:
ampliación del cuerpo de los reales, resolución de cierta ecuación
cuadrática. La existencia del cuerpo de los números complejos:
definición de operaciones en RxR, comienzo de la demostración.
Clase 2, X, 29/01: Fin
de la demostración del día anterior. De vuelta a las operaciones
rutinarias con los complejos. Inverso multiplicativo, conjugación y sus
primeras propiedades (con sus demostraciones).
Clase 3, X, 30/01: Más propiedes de la conjugación,
demostraciones y aplicación en ejemplos. Módulo de un número complejo.
Propiedades del módulo (incluidas las desigualdades triangulares), demostraciones y
ejemplos de su aplicación.
Clase 4, L, 03/02: Representación polar de números complejos;
valores del argumento, argumento principal. Multiplicación de números
complejos dados en forma polar, ejemplos relacionados con la
trigonometría. Fórmula de A. de Moivre; un ejemplo de aplicación.
Clase 5, M, 04/02: Otro ejemplo de uso de la fórmula de de
Moivre. Raíces complejas: su cálculo y su interpretación geométrica.
Ejemplos de cálculo de raíces; raíces primitivas de la unidad.
Clase 6, X, 05/02: Un ejemplo adicional relacionado con las
raíces y sumas trigonométricas. Lugares geométricos en el plano:
descripciones complejas de circunferencias, discos, rectas y
semiplanos.
Clase 7, J, 06/02: Ejercicios (Hoja 1): 2.c), 3, 4, 5.a).
Clase 8, L, 10/02: Más sobre lugares geométricos: ecuación
parametrizada de una recta que pasa por dos puntos (expresada con
números complejos), punto medio y otros puntos de un segmento, medianas
de un triángulo y sus propiedades. El lugar geométrico de los cuadrados
de los puntos de una recta en el semiplano derecho; discusión
pertinente. Hoja 1: Ejercicio 16. a), b).
Clase 9, M, 11/02: Topología del plano complejo. Sucesiones y su
convergencia. Propiedades del límite: unicidad, reglas artiméticas con
límites finitos, caracterización del límite cero usando el módulo.
Conjuntos abiertos, conjuntos cerrados, propiedades básicas, ejemplos.
Clase 10, X, 12/02: Repaso de la topología básica del plano.
Cierre (clausura, adeherencia), interior y frontera de un conjunto:
propiedades básicas y ejemplos. Sucesiones acotadas y conjuntos
acotados. Conjuntos compactos: distintas caracterizaciones y ejemplos.
Clase 11, J, 13/02: La esfera de Riemann y la proyección
estereográfica. Propiedades y fórmulas de la proyección estereográfica
y su transformación inversa. Plano complejo extendido.
Clase 12, L, 17/02: Resolución de ejercicios. Hoja 1: 6, 10. a),
c), 11. b), 14, 15. Hoja 2: 18. a), c), 25*.
Clase 13, M, 18/02: Imágenes de circunferencias por la
proyección estereográfica; más sobre el punto en el infinito, la
métrica y la topología del plano extendido. Funciones complejas,
ejemplos. Breve introducción: algunos fenómenos (enunciados sorprendentes) que produce la
derivabilidad compleja. Límites de una función compleja; primeras
propiedades.
Clase 14, X, 19/02: Límite infinito, límites en el infinito,
ejemplos. Continuidad de funciones complejas, primeras propiedades,
ejemplos. Continuidad uniforme, teorema de Cantor, ejemplo de una
función continua en el plano agujereado que no es uniformemente
continua.
Clase 15, J, 20/02: Convergencia de series complejas, criterio
básico, un ejemplo. Convergencias de una sucesión de funciones: puntual
y uniforme, convergencia en subconjuntos compactos de un conjunto
abierto, ejemplos. Hoja 1: 27.
Clase 16, L, 24/02: Límite uniforme de funciones continuas.
Convergencias de series de funciones: puntual, uniforme y uniforme en
subconjuntos compactos, ejemplos. Criterio (M-test) de Weierstrass.
Ejemplo, conclusión sobre la continuidad de la suma de una serie.
Clase 17, M, 25/02: Derivada compleja, funciones holomorfas:
definición, comentarios, ejemplos. Propiedades básicas: continuidad de
una función C-diferenciable,
derivadas de la suma, del producto y del cociente. Hoja 2: comentarios
acerca de los problemas 20. c), d), 22. c), solución de 22. b).
Clase 18, X, 26/02: Regla de la cadena para las funciones C-diferenciables, ejemplos. Repaso
de las funciones R-diferenciables
de dos variables reales, enunciado de la equivalencia de la C-diferenciabilidad con la R-diferenciabilidad
junto con las ecuaciones de Cauchy-Riemann; fórmula para la derivada en
términos de las partes real e imaginaria de la función.
Clase 19, J, 27/02: Demostración del enunciado del día anterior.
Ejemplos con las ecuaciones de Cauchy-Riemann; la definición formal de
la función exponencial a través de la exponencial real y la fórmula de
Euler. Hoja 2: problema 24, comentarios sobre las elipses, hipérbolas y
lemniscatas.
Clase 20, L, 02/03: Dominios en
el plano y en el plano extendido, ejemplos. Teorema: un dominio plano
es conexo por líneas poligonales con todos los lados horizontales o
verticales. Aplicación: toda función con derivada nula en un dominio,
es constante. Ejercicios de la hoja 2: 28, 29. a).
Clase 21, M, 03/03: Ejercicios de la hoja 3: 32, 34, 36, 38. a), comentarios generales sobre algunos temas.
Clase 22, X, 04/03: Ejercicios de la hoja 3: 38. b), 40, repaso
de 41, 42. Comentarios adicionales y correcciones de algunas erratas de
las últimas clases.
Clase 23, J, 05/03: Primer examen parcial: Módulo 09, aula 206, con comienzo a las 9:15 y duración de una hora.
Clase 24, L, 09/03: Funciones armónicas, ejemplos, holomorfía implica armonicidad, relación con las partes
real e imaginaria de una función holomorfa. Dominios simplemente conexos, ejemplos; conjugada compleja,
enunciado del teorema de su existencia y unicidad (salvo una constante) en dominios simplemente conexos.
Clase 25, M, 10/03: Idea de la demostración del resultado sobre la
conjugada armónica en un dominio simplemente conexo, ejemplos relevantes. Series
de potencias: ejemplos, análisis de su convergencia: disco de convergencia.
*** Desde el X, 11/03 (hasta nuevo aviso):
Interrupción de clases, debido a las medidas
extraordinarias frente al COVID-19 ***
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ESTIMACIÓN ORIENTATIVA DE LAS HORAS EMPLEADAS POR TEMAS Y ENTREGAS DE APUNTES (docencia no presencial):
Apuntes sobre sucesiones y series de potencias en TeX, más los materiales fotografiados por el profesor J.P. Moreno.
Estos apuntes, en su parte inicial, cubren el material visto en las
clases 14, 15 y 16, antes del primer parcial (las primeras 4 páginas).
El resto de los apuntes (páginas 5-20) cubre el material visto en la
clase 25, además de los siguientes temas. A continuación presentamos
una estimación de lo que hubieran sido las horas de clase si se
hubiesen dado de forma presencial.
Clase 26, X, 11/03; Clase 27, J, 12/03; Clase 28, L, 16/03; Clase 29,
M, 17/03 y Clase 30, X, 18/03: Demostración completa del teorema de
Abel. Radio de convergencia; fórmulas de Cauchy-Hadamard (raíz) y de
Hadamard (cociente), ejemplos. Comportamiento de una serie en el borde
del disco de convergencia, uso del criterio de convergencia de
Abel-Dirichlet de una serie. Operaciones algebraicas con series de
potencias: suma y producto de Cauchy, teorema de Mertens, ejemplos.
Diferenciación de series de potencias, ejemplos. Algunas funciones
elementales: la función exponencial, propieades relativas a la
multiplicación y diferenciación, demostración de la igualdad entre 3
fórmulas distintas para la función exponencial (serie de potencias, a
través de la fórmula de Euler y como límite de una sucesión compleja),
Las funciones seno y coseno compleja, primeras propiedades (derivación,
desarrollo en serie, ceros). El problema inverso: desarrollo de algunas
funciones holomorfas sencillas en series de potencias. Varios
ejercicios de la hoja 4.
Apuntes sobre las funciones logarítmo, raíces y potencias y función inversa (8 páginas):
Clase 31, J, 19/03; Clase 32, L, 23/03: Logaritmos y potencias de
números complejos. El logaritmo, las raíces y potencias como funciones
continuas en dominios reducidos (plano con un corte). Teorema de la
función inversa: aplicaciones al logaritmo, las raíces y el arco
coseno. Ejemplos. Ejercicios de la hoja 5.
Apuntes sobre las integrales de línea y sus propiedades básicas (10 páginas):
Clase 33, M, 24/03; Clase 34, X, 25/03; Clase 35, J, 26/03: Repaso
detallado de curvas en el plano, en notación compleja:
parametrizaciones (caminos), curvas, trazas, curvas suaves y suaves a
trozos, cambio de parametrización, longitud. Integrales de línea
complejas: primeras propiedades y ejemplos. Estimaciones de integrales
complejas, algunos lemas y proposiciones útiles para los próximos
temas. Ejemplos. Ejercicios de la hoja 6.
Apuntes sobre la fórmula integral de Cauchy, analiticidad y aplicaciones (14 páginas):
Clase
36,
L, 30/03; Clase 37, M, 31/03, Clase 38: X, 01/04; Clase 39, J, 02/04,
Clase 40, M, 14/04, Clase 41, X, 15/04: Teorema integral de Cauchy
-versión básica
para las circunferencias, ejemplos. Holomorfía es equivalente a la
analiticidad: desarrollo de funciones holomorfas en series de
potencias, unicidad de los coeficientes de Taylor, algunas ecuaciones
funcionales, ejemplos. Teorema de Liouville y estimaciones de
Cauchy para las funciones enteras, ejemplos, teorema fundamental del
álgebra. Ejercicios adicionales de la hoja 6. Simulacro del segundo
parcial (Moodle).
Apuntes sobre el teorema integral de Cauchy y la función primitiva (+ lectura complementaria: apuntes del Prof. A. Sánchez-Calle):
Clase
42, J, 16/04; Clase 43, L, 20/04; Clase 44, M, 21/04; Clase 45, X,
22/04; Clase 46, J, 23/04; Clase 47, L, 27/04: Fórmula de Green,
teorema integral de Cauchy, ejemplos. Función primitiva de una función holomorfa en un dominio simplemente conexo, independencia de la integración del camino en ciertas situaciones relacionadas con funciones analíticas, índice de un punto respecto de una curva, ejemplos. Fórmula integral de Cauchy para contornos arbitrarios, aplicaciones en ejemplos, integral de Poisson. Explicaciones de las diferencias entre la ruta seguida en este curso y la que sigue la mayoría de los textos. Teorema
de Morera. El gran teorema acerca de los dominios simplemente conexos.
Ceros de las funciones analíticas, orden (multiplicidad) de un cero,
principio de los ceros aislados y el teorema de la unicidad. Ejemplos.
Ejercicios de la hoja 7.
Apuntes sobre las singularidades aisladas y residuos + segundo examen parcial:
Clase 48, M, 28/04; Clase 49, X, 29/04; Clase 51, L, 04/05,
Clase 52, M, 05/05, Clase 53, X, 06/05: Singularidades aisladas de
funciones analíticas, clasificación. Comportamiento cerca de una
singularidad aislada: teorema de la singularidad evitable de Riemann,
teorema de Casorati-Weierstrass, orden de un polo. Residuos, cálculo de
residuos, series de Laurent, ejemplos. Teorema de los residuos
(generalización de la fórmula integral de Cauchy), aplicaciones
cuantitavias (cálculo de integrales reales). Ejerciciosde la hoja 8.
Clase 50, J, 30/04: segundo examen parcial (a través de Moodle).
Apuntes sobre las aplicaciones cuantitativas del teorema de los residuos:
Clase 54, J, 07/05; Clase 55, L, 11/05; Clase 56, M, 12/05; Clase 57,
X, 13/05; Clase 58, J, 14/05: Principio del argumento, teorema de
Rouché, ejemplos y ejercicios. Teorema de la aplicación abierta,
principio del módulo máximo (dos versiones), ejercicios. Lema de
Schwarz, automorfismos del disco, ejemplos y ejercicios. Idea de aplicacionesc conformes.Ejercicios de la hoja 9. Repaso. Preparativos para el tercer parcial.