2D-Visualisierung komplexer Funktionen Projektgruppe Analysis
Universität Innsbruck
  Michael Oberguggenberger
Alexander Ostermann
Markus Unterweger

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Für den theoretischen Hintergrund des Applets verweisen wir auf den Artikel  Komplexe Funktionen 1.

Um eine komplexe Funktion zu visualisieren, müssen Sie zunächst im Urbildbereich ein Muster erzeugen. Alternativ können Sie mit Hilfe der Auswahlbox Beispiel laden eines der gespeicherten Beispiele laden. Im Feld  f(z)=  unter der Überschrift Funktion definieren geben Sie dann eine Funktion in der Variablen z ein. Mittels Drücken des Knopfes Abbilden wird das Bild des gewählten Musters unter der aktuellen Abbildung berechnet und gezeichnet. Falls Sie nun im Urbildbereich die Maus über ein Objekt des Musters (z.B. eine Linie) halten, wird dieses Objekt und sein Bild hervorgehoben. Damit können Sie erkennen, welche Gitterlinien wohin abgebildet werden. screenshot Im Reiter Muster finden Sie die Möglichkeit, verschiedene Muster bzw. Koordinatensysteme im Urbildbereich zu erzeugen. Wählen Sie dazu im Auswahlsteuerelement Muster eine der vier Optionen Gitter, Polarkoordinaten, Haus oder Schnitte. Die Einstellungsmöglichkeiten zu diesen vier Optionen sind verschieden, es ist aber zu jeder der vier Optionen eine Standardeinstellung vorhanden, an der Sie ablesen können, wie die jeweiligen Daten einzugeben sind. Unter Optionen können Sie diverse Einstellungen vornehmen, die das Verhalten des Applets steuern. Mit dem Schieberegler unter der Überschrift Diskretisierung legen Sie fest, durch wie viele Punkte ein Objekt (z.B. eine Gitterlinie) diskretisiert werden soll. Es hängt von der Funktion ab, welcher Wert gewählt werden muss, um ein möglichst glattes Bild zu erhalten. Falls die Option auf Singularitäten testen aktiviert ist, sollte die Anzahl der Punkte, die zum Diskretisieren verwendet werden, nicht zu klein sein. Die Kästchen unter Null im Koordinatensystem legen fest, ob im Bild- bzw. Urbildbereich der Koordinatenursprung (0,0) immer enthalten sein soll oder nicht.

Unter erweitertes Hervorheben können Sie ein aufwändigeres Hervorheben des aktuell mit der Maus ausgewählten Objektes aktivieren. Hier wird im Urbildbereich, ausgehend von den Eckpunkten des gewählten Objektes, die Farbe zum Hervorheben interpoliert und die so gewonnenen Farben auch im Bildbereich verwendet. Laden Sie zum Beispiel mit der Auswahlbox Beispiel laden unter dem Reiter Funktion die Exponentialfunktion  exp(z)  und setzen Sie den Mauszeiger auf eine zur imaginären Achse parallele Gitterline, um einen Eindruck von dieser Option zu gewinnen.

Mit der Option auf Singularitäten testen setzen Sie fest, ob beim Abbilden der Objekte die Existenz von Singularitäten überprüft werden soll, um ein eventuell falsches Verbinden von Punkten im Bildbereich zu verhindern. Erzeugen Sie z.B. ein Gitter im Einheitsquadrat [-1,1] ´ [-1,1] und bilden Sie es mit der Logarithmusfunktion mit aktiviertem oder deaktiviertem Test auf Singularitäten ab. Falls Sie weitere Fragen zum Applet haben, uns Hinweise auf Fehler oder Kommentare zukommen lassen wollen, schreiben Sie uns bitte.