* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки
ЛОГАРИФМ
509
Если два комплексных числа равны, то модули их должны быть равны, а аргументы должны отличаться на величину, кратную 2к. Поэтому одно комплексное равенство (34) равносильно двум дей ствительным: е» = г, v = b-\-2k-x (k — произвольное целое).
Отсюда следует (при z ф 0), что и = 1л г и, значит, Lnz = w = u-{-iv = \\\r-\-i(b-\-2k'z), или Ln z = ln I z) + i (argz + 2Атг). (37) Таким образом, логарифмом произвольного комплексного числа, не равного нулю, является всякое число, у которого 1) действи тельная часть равна обыкновенному логарифму от модуля дан ного числа, 2) мнимая часть равна одному из значений его аргу мента. Отсюда следует прежде всего, что всякое комплексное число z (ф 0) имеет бесчисленное множество логарифмов: эти логарифмы образуют арифметическую прогрессию с разностью 2ъ1. Если один из логарифмов числа z обозначим через w , то все логарифмы будут
G
(36)
.. • , w — 2/Ы, . . . , w — 2яг, w
Q 0
Q9
w - | - 2я/, . . . , ЙУ -f- 2ml, - • •
Q
0
В частности: 1) если z—действительное п о л о ж и т е л ь н о е число (аргу мент 6 равен нулю), то в качестве w можно взять его о б ы к н о в е н н ы й (действительный) логарифм, и тогда все остальные лога рифмы оказываются мнимыми; 2) если z — действительное о т р и ц а т е л ь н о е число или же м н и м о е число, то среди значений его аргумента 6 нет кратных 2it, и потому все логарифмы без исключения — мнимые. Заметим, наконец, что число нуль не имеет ни одного лога рифма, так как уравнение е" = г при г = 0 не имеет корней. Мы видим, таким образом, что введение комплексных чисел ре• шительно изменяет (обобщает) понятие логарифма. Можно сказать, что во всякой области, не содержащей начала z = 0 ), функ ция w = Lnz б е с к о н е ч н о м н о г о з н а ч н а : меняя в формуле (37) целые значения k, мы переходим, как говорят, от одной «ветви» логарифма к другой.
{) l
Упражнения 1. Полагая г = х-\-1у, выразить Ln г через л: и у. 2. Вычислить все логарифмы чисел:
1, - 1 , /, — I , l + ' V T . 3 + 4i, 5 — 67.
') В этой точке функция Lnz «не существует».