8 Komplexe Zahlen

8.3 Funktionen einer komplexen Variablen

8.3.7 Wurzelfunktionen

Zum Abschluß dieses Kapitels schauen wir uns noch einige Umkehrfunktionen im Komplexen an, bei denen wieder charakteristische Unterschiede zum reellen Fall auftreten: als erstes betrachten wir die Wurzelfunktionen.

Nachdem wir gesehen haben, wie die n-te Potenz einen n-tel-Sektor der komplexen z-Ebene in die ganze w-Ebene abbildet, erwarten wir jetzt umgekehrt, dass die n-te Wurzel die ganze z-Ebene in einen n-tel-Sektor der w-Ebene abbildet, also eine n-wertige Funktion ist, wie wir sie ja im Komplexen bewußt zugelassen haben:

math formula für math formula und math formula


Wobei wir berücksichtigt haben, dass math formula ist.

Für das Argument math formula der unabhängigen Variablen math formula ist nach Vereinbarung math formula. Für welche nichtnegativen ganzen Zahlen math formula gilt aber nun das Entsprechende für das Argument des Bildes ?

math formula


d.h. math formula


Demnach existieren genau n  n-te Wurzeln math formula, die wir mit dem Index math formula numerieren wollen:

n    n-te Wurzeln:       math formula für math formula.


Die komplexe Zahl math formula nennt man den Hauptwert. Wir sehen außerdem, dass die math formula Wurzeln auf einem Kreis mit dem Radius math formula um den Ursprung auf den Ecken eines regelmäßigen n-Ecks liegen: math formula.

Aufgabe 8.12: Wurzeln

Beweisen Sie math formula mit Hilfe des Ergebnisses von Aufgabe 8.8. Lösung



Als Beispiel berechnen wir zunächst math formula mit math formula und math formula, also

math formula und
math formula.


Ein weiteres Beispiel ist: math formula mit math formula, also

math formula,
math formula und
math formula.


Als letzes Beispiel folgt: math formula mit math formula, also

math formula,
math formula und
math formula.

math formula
Bild 8.16: Darstellung der Wurzeln in der w-Ebene für die drei Beispiele:
a) math formula, b) math formula und c) math formula

Aufgabe 8.13: Wurzeln

Berechnen und skizzieren Sie folgende Wurzeln:

a)      math formula Lösung
b)      math formula Lösung
c)      math formula Lösung
d)      math formula Lösung und
e)      math formula. Lösung