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  <name>Complex Differentiation</name> 
  
  <metadata>
  <md:version>2.6</md:version>
  <md:created>2001/08/09</md:created>
  <md:revised>2002/07/29</md:revised>
  <md:authorlist>
      <md:author id="rainking">
      <md:firstname>Doug</md:firstname>
      
      <md:surname>Daniels</md:surname>
      <md:email>rainking@alumni.rice.edu</md:email>
    </md:author>
      <md:author id="cox">
      <md:firstname>Steven</md:firstname>
      
      <md:surname>Cox</md:surname>
      <md:email>cox@rice.edu</md:email>
    </md:author>
  </md:authorlist>

  <md:maintainerlist>
    <md:maintainer id="rainking">
      <md:firstname>Doug</md:firstname>
      
      <md:surname>Daniels</md:surname>
      <md:email>rainking@alumni.rice.edu</md:email>
    </md:maintainer>
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      <md:firstname>Mark</md:firstname>
      
      <md:surname>Barrett</md:surname>
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    </md:maintainer>
    <md:maintainer id="cox">
      <md:firstname>Steven</md:firstname>
      
      <md:surname>Cox</md:surname>
      <md:email>cox@rice.edu</md:email>
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    <md:maintainer id="jgrab">
      <md:firstname>Jacob</md:firstname>
      
      <md:surname>Grabczewski</md:surname>
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    </md:maintainer>
  </md:maintainerlist>
  
  <md:keywordlist>
    <md:keyword>complex</md:keyword>
    <md:keyword>diff</md:keyword>
    <md:keyword>differential</md:keyword>
    <md:keyword>differentiation</md:keyword>
    <md:keyword>limit</md:keyword>
    <md:keyword>linear algebra</md:keyword>
  </md:keywordlist>

  <md:abstract>This module discusses complex differentiation and shows its similarity and differences to real differentiation.</md:abstract>
</metadata>

  <content>
    <section id="sec1">
      <name>Complex Differentiation</name>

      <para id="sec1para1">
	The complex <m:math><m:ci>f</m:ci></m:math> is said to be
	differentiable at
	<m:math><m:ci><m:msub><m:mi>z</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci></m:math>
	if

	<m:math display="block">
	  <m:apply>
	    <m:limit/>
	    <m:bvar><m:ci>z</m:ci></m:bvar>
	    <m:lowlimit><m:ci><m:msub><m:mi>z</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci></m:lowlimit>
	    <m:apply>
	      <m:divide/>
	      <m:apply>
		<m:minus/>
                <m:apply>
                  <m:ci type="fn">f</m:ci>
                  <m:ci>z</m:ci>
                </m:apply>
                <m:apply>
                  <m:ci type="fn">f</m:ci>
                  <m:ci><m:msub><m:mi>z</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci>
                </m:apply>
	      </m:apply>
	      <m:apply>
		<m:minus/>
                <m:ci>z</m:ci>
                <m:ci><m:msub><m:mi>z</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci>
	      </m:apply>
	    </m:apply>
	  </m:apply>
	</m:math> 

	exists, by which we mean that

	<m:math display="block">
	  <m:apply>
	    <m:divide/>
	    <m:apply>
	      <m:minus/>
	      <m:apply>
		<m:ci type="fn">f</m:ci>
		<m:ci><m:msub><m:mi>z</m:mi><m:mi>n</m:mi></m:msub></m:ci>
	      </m:apply>
	      <m:apply>
		<m:ci type="fn">f</m:ci>
		<m:ci><m:msub><m:mi>z</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci>
	      </m:apply>	
	    </m:apply>
	    <m:apply>
	      <m:minus/>
	      <m:ci><m:msub><m:mi>z</m:mi><m:mi>n</m:mi></m:msub></m:ci>
	      <m:ci><m:msub><m:mi>z</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci>
	    </m:apply>
	  </m:apply>
	</m:math>

	converges to the same value <emphasis>for every</emphasis> sequence

	<m:math>
	  <m:set>
	    <m:ci><m:msub><m:mi>z</m:mi><m:mi>n</m:mi></m:msub></m:ci>
	  </m:set>
	</m:math>

	that converges to
	
	<m:math>
	  <m:ci><m:msub><m:mi>z</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci>
	</m:math>. 

	In this case we naturally call the limit

	<m:math>
	  <m:apply>
	    <m:diff/>
	    <m:bvar><m:ci>z</m:ci></m:bvar>
	    <m:apply>
	      <m:ci type="fn">f</m:ci>
	      <m:ci><m:msub><m:mi>z</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci>
	    </m:apply>
	  </m:apply>
	</m:math>
      </para>

      <para id="sec1para2">
	To illustrate the concept of '<emphasis>for every</emphasis>'
	mentioned above, we utilize the following picture.  We assume
	the point
	<m:math><m:ci><m:msub><m:mi>z</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci></m:math>
	is differentiable, which means that any conceivable sequence
	is going to converge to
	<m:math><m:ci><m:msub><m:mi>z</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci></m:math>.
	We outline three sequences in the picture: real numbers,
	imaginary numbers, and a spiral pattern of both.
      </para>

      
      <figure id="fig1">
	<name>Sequences Approaching A Point In The Complex Plane</name>
	<media type="image/jpg" src="climit.jpg"/>
	<caption>
	    The green is real, the blue is imaginary, and the red is
	    the spiral.</caption>
      </figure>
    </section>

    
    <section id="sec2">
      <name>Examples</name>

      <example id="ex1">
	<para id="ex1para1">
	  The derivative of

	  <m:math>
	    <m:apply>
	      <m:power/>
	      <m:ci>z</m:ci>
	      <m:cn>2</m:cn>
	    </m:apply>
	  </m:math>

	  is

	  <m:math>
	    <m:apply>
	      <m:times/>
	      <m:cn>2</m:cn>
	      <m:ci>z</m:ci>
	    </m:apply>
	  </m:math>.

	  <equation id="eq01">
	    <m:math>
	      <m:apply>
		<m:eq/>
		<m:apply>
		  <m:limit/>
		  <m:bvar><m:ci>z</m:ci></m:bvar>
		  <m:lowlimit>
		      <m:ci><m:msub><m:mi>z</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci>
		    </m:lowlimit>
		  <m:apply>
		    <m:divide/>
                    <m:apply>
                      <m:minus/>
		      <m:apply>
			<m:power/>
			<m:ci>z</m:ci>
			<m:cn>2</m:cn>
		      </m:apply>
		      <m:apply>
			<m:power/>
			<m:ci><m:msub><m:mi>z</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci>
			<m:cn>2</m:cn>
		      </m:apply>
                    </m:apply>
                    <m:apply>
                      <m:minus/>
		      <m:ci>z</m:ci>
		      <m:ci><m:msub><m:mi>z</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci>
                    </m:apply>
		  </m:apply>
		</m:apply>
		<m:apply>
		  <m:limit/>
		  <m:bvar><m:ci>z</m:ci></m:bvar>
		  <m:lowlimit><m:ci><m:msub><m:mi>z</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci></m:lowlimit>
		  <m:apply>
		    <m:divide/>
                    <m:apply>
                      <m:times/>
		      <m:apply>
			<m:minus/>
			<m:ci>z</m:ci>
			<m:ci><m:msub><m:mi>z</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci>
		      </m:apply>
		      <m:apply>
			<m:plus/>
			<m:ci>z</m:ci>
			<m:ci><m:msub><m:mi>z</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci>
		      </m:apply>		
                    </m:apply>
                    <m:apply>
                      <m:minus/>
		      <m:ci>z</m:ci>
		      <m:ci><m:msub><m:mi>z</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci>		  
                    </m:apply>
		  </m:apply>
		</m:apply>
		<m:apply>
		  <m:times/>
		  <m:cn>2</m:cn>
		  <m:ci><m:msub><m:mi>z</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci>
		</m:apply>
	      </m:apply>
	    </m:math>
	  </equation>
	</para>
      </example>
      
      
      <example id="ex2">
	<para id="ex2para1">
	  The exponential is its own derivative.
	  
	  <equation id="eq02">
	    <m:math>
	      <m:apply>
		<m:eq/>
		<m:apply>
		  <m:limit/>
		  <m:bvar><m:ci>z</m:ci></m:bvar>
		  <m:lowlimit><m:ci><m:msub><m:mi>z</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci></m:lowlimit>
		  <m:apply>
		    <m:divide/>
                    <m:apply>
                      <m:minus/>
		      <m:apply>
			<m:exp/>
			<m:ci>z</m:ci>
		      </m:apply>
		      <m:apply>
			<m:exp/>
			<m:ci><m:msub><m:mi>z</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci>
		      </m:apply>
                    </m:apply>
                    <m:apply>
                      <m:minus/>
		      <m:ci>z</m:ci>
		      <m:ci><m:msub><m:mi>z</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci>
                    </m:apply>
		  </m:apply>
		</m:apply>
		<m:apply>
		  <m:times/>
		  <m:apply>
		    <m:exp/>
                    <m:ci><m:msub><m:mi>z</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci>
		  </m:apply>
		  <m:apply>
		    <m:limit/>
                    <m:bvar><m:ci>z</m:ci></m:bvar>
                    <m:lowlimit><m:ci><m:msub><m:mi>z</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci></m:lowlimit>
                    <m:apply>
                      <m:divide/>
		      <m:apply>
			<m:minus/>
			<m:apply>
			  <m:exp/>
			  <m:apply>
			    <m:minus/>
			    <m:ci>z</m:ci>
			    <m:ci><m:msub><m:mi>z</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci>
			  </m:apply>
			</m:apply>
			<m:cn>1</m:cn>		    
		      </m:apply>
		      <m:apply>
			<m:minus/>
			<m:ci>z</m:ci>
			<m:ci><m:msub><m:mi>z</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci>
		      </m:apply>
                    </m:apply>
		  </m:apply>
		</m:apply>
		<m:apply>
		  <m:times/>
		  <m:apply>
		    <m:exp/>
                    <m:ci><m:msub><m:mi>z</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci>
		  </m:apply>
		  <m:apply>
		    <m:limit/>
                    <m:bvar><m:ci>z</m:ci></m:bvar>
                    <m:lowlimit><m:ci><m:msub><m:mi>z</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci></m:lowlimit>   
                    <m:apply>
                      <m:sum/>
		      <m:bvar><m:ci>n</m:ci></m:bvar>
		      <m:lowlimit><m:cn>0</m:cn></m:lowlimit>
		      <m:uplimit><m:infinity/></m:uplimit>
		      <m:apply>
			<m:divide/>
			<m:apply>
			  <m:power/>
			  <m:apply>
			    <m:minus/>
			    <m:ci>z</m:ci>
			    <m:ci><m:msub><m:mi>z</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci>
			  </m:apply>
			  <m:ci>n</m:ci>
			</m:apply>
			<m:apply>
			  <m:factorial/>
			  <m:apply>
			    <m:plus/>
			    <m:ci>n</m:ci>
			    <m:cn>1</m:cn>
			  </m:apply>
			</m:apply>
		      </m:apply>
                    </m:apply>
		  </m:apply>
		</m:apply>
		<m:apply>
		  <m:exp/>
		  <m:ci><m:msub><m:mi>z</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci>
		</m:apply>
	      </m:apply>
	    </m:math>
	  </equation>
	</para>
      </example>
      

      <example id="ex3">
	<para id="ex3para1">
	  The real part of <m:math><m:ci>z</m:ci></m:math> is
	  <emphasis>not</emphasis> a differentiable function of
	  <m:math><m:ci>z</m:ci></m:math>.
	</para>


	<para id="ex3p2">
	  We show that the limit depends on the angle of approach. First, when

	  <m:math>
	    <m:apply>
	      <m:tendsto/>
	      <m:ci><m:msub><m:mi>z</m:mi><m:mi>n</m:mi></m:msub></m:ci>
	      <m:ci><m:msub><m:mi>z</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci>
	    </m:apply>
	  </m:math>

	  on a line parallel to the real axis, <foreign>e.g.</foreign>,

	  <m:math>
	    <m:apply>
	      <m:eq/>
	      <m:ci><m:msub><m:mi>z</m:mi><m:mi>n</m:mi></m:msub></m:ci>
	      <m:apply>
		<m:plus/>
		<m:ci><m:msub><m:mi>x</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci>
		<m:apply>
		  <m:divide/>
                  <m:cn>1</m:cn>
                  <m:ci>n</m:ci>
		</m:apply>
		<m:apply>
		  <m:times/>
                  <m:imaginaryi/>
                  <m:ci><m:msub><m:mi>y</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci>		
		</m:apply>
	      </m:apply>
	    </m:apply>
	  </m:math>, 

	  we find

	  <equation id="eq03">
	    <m:math>
	      <m:apply>
		<m:eq/>
		<m:apply>
		  <m:limit/>
		  <m:bvar><m:ci>n</m:ci></m:bvar>
		  <m:lowlimit><m:infinity/></m:lowlimit>
		  <m:apply>
		    <m:divide/>
                    <m:apply>
                      <m:plus/>
		      <m:ci><m:msub><m:mi>x</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci>
		      <m:apply>
			<m:minus/>
			<m:apply>
			  <m:divide/>
			  <m:cn>1</m:cn>
			  <m:ci>n</m:ci>
			</m:apply>
			<m:ci><m:msub><m:mi>x</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci>		      
		      </m:apply>
                    </m:apply>
                    <m:apply>
                      <m:plus/>
		      <m:ci><m:msub><m:mi>x</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci>
		      <m:apply>
			<m:divide/>
			<m:cn>1</m:cn>
			<m:ci>n</m:ci>
		      </m:apply>
		      <m:apply>
			<m:minus/>
			<m:apply>
			  <m:times/>
			  <m:imaginaryi/>
			  <m:ci><m:msub><m:mi>y</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci>
			</m:apply>
			<m:apply>
			  <m:plus/>
			  <m:ci><m:msub><m:mi>x</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci>
			  <m:apply>
			    <m:times/>
			    <m:imaginaryi/>
			    <m:ci><m:msub><m:mi>y</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci>
			  </m:apply>
			</m:apply>
		      </m:apply>
                    </m:apply>
		  </m:apply>
		</m:apply>
		<m:cn>1</m:cn>
	      </m:apply>
	    </m:math>
	  </equation>

	  while if 

	  <m:math>
	    <m:apply>
	      <m:tendsto/>
	      <m:ci><m:msub><m:mi>z</m:mi><m:mi>n</m:mi></m:msub></m:ci>
	      <m:ci><m:msub><m:mi>z</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci>
	    </m:apply>
	  </m:math>

	  in the imaginary direction, <foreign>e.g.</foreign>,

	  <m:math>
	    <m:apply>
	      <m:eq/>
	      <m:ci><m:msub><m:mi>z</m:mi><m:mi>n</m:mi></m:msub></m:ci>
	      <m:apply>
		<m:plus/>
		<m:ci><m:msub><m:mi>x</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci>
		<m:apply>
		  <m:times/>
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                  </m:apply>
		</m:apply>
	      </m:apply>
	    </m:apply>
	  </m:math>, 

	  then

	  <equation id="eq04">
	    <m:math>
	      <m:apply>
		<m:eq/>
		<m:apply>
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		      <m:ci><m:msub><m:mi>x</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci>	
                    </m:apply>
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		<m:cn>0</m:cn>
	      </m:apply>
	    </m:math>
	  </equation>
	</para>
      </example>
    </section>


    <section id="sec3">
      <name>Conclusion</name>

      <para id="sec3para1">
	This last example suggests that when
	<m:math><m:ci>f</m:ci></m:math> is differentiable a simple
	relationship must bind its partial derivatives in
	<m:math><m:ci>x</m:ci></m:math> and
	<m:math><m:ci>y</m:ci></m:math>.

	<rule id="prop1" type="proposition">
	  <name>Partial Derivative Relationship</name>
	  <statement>
	    <para id="prop1para1">
	      If <m:math><m:ci>f</m:ci></m:math> is differentiable at
	      <m:math><m:ci><m:msub><m:mi>z</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci></m:math>
	      then

	      <m:math>
		<m:apply>
		  <m:eq/>
		  <m:apply>
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		    <m:bvar><m:ci>z</m:ci></m:bvar>
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		      <m:ci><m:msub><m:mi>z</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci>
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		  </m:apply>
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		      <m:ci type="fn">f</m:ci>
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		    </m:apply>
		  </m:apply>
		</m:apply>
	      </m:math>
	    </para>
	  </statement>
	  
	  <proof>
	    <para id="prop1para2">
	      With

	      <m:math>
		<m:apply>
		  <m:eq/>
		  <m:ci>z</m:ci>
		  <m:apply>
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		  </m:apply>
		</m:apply>
	      </m:math>,
	      
	      <equation id="eq05">
		<m:math>
		  <m:apply>
		    <m:eq/>
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			    <m:ci type="fn">f</m:ci>
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			    <m:ci type="fn">f</m:ci>
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			<m:ci type="fn">f</m:ci>
			<m:ci><m:msub><m:mi>z</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci>
		      </m:apply>
		    </m:apply>
		  </m:apply>
		</m:math>
	      </equation>
	    </para>


	    <para id="prop1para3">
	      Alternatively, when

	      <m:math>
		<m:apply>
		  <m:eq/>
		  <m:ci>z</m:ci>
		  <m:apply>
		    <m:plus/>
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                      <m:ci>y</m:ci>
		    </m:apply>
		  </m:apply>
		</m:apply>
	      </m:math> 

	      then

	      <equation id="eq06">
		<m:math>
		  <m:apply>
		    <m:eq/>
		    <m:apply>
		      <m:diff/>
		      <m:bvar><m:ci>z</m:ci></m:bvar>
		      <m:apply>
			<m:ci type="fn">f</m:ci>
			<m:ci><m:msub><m:mi>z</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci>
		      </m:apply>
		    </m:apply>
		    <m:apply>
		      <m:limit/>
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		      <m:lowlimit><m:ci><m:msub><m:mi>z</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci></m:lowlimit>
		      <m:apply>
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                        <m:apply>
                          <m:minus/>
			  <m:apply>
			    <m:ci type="fn">f</m:ci>
			    <m:ci>z</m:ci>
			  </m:apply>
			  <m:apply>
			    <m:ci type="fn">f</m:ci>
			    <m:ci><m:msub><m:mi>z</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci>
			  </m:apply>			
                        </m:apply>
                        <m:apply>
                          <m:minus/>
			  <m:ci>z</m:ci>
			  <m:ci><m:msub><m:mi>z</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci>
                        </m:apply>
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		    </m:apply>
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		      <m:limit/>
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		      <m:lowlimit><m:ci><m:msub><m:mi>y</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci></m:lowlimit>
		      <m:apply>
			<m:divide/>
                        <m:apply>
                          <m:minus/>
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			    <m:ci type="fn">f</m:ci>
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			      <m:plus/>
			      <m:ci><m:msub><m:mi>x</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci>
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				<m:ci>y</m:ci>
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			  </m:apply>
			  <m:apply>
			    <m:ci type="fn">f</m:ci>
			    <m:apply>
			      <m:plus/>
			      <m:ci><m:msub><m:mi>x</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci>
			      <m:apply>
				<m:times/>
				<m:imaginaryi/>
				<m:ci><m:msub><m:mi>y</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci>
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			  </m:apply>			
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		      </m:apply>
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                          <m:partialdiff/>
			  <m:bvar><m:ci>y</m:ci></m:bvar>
			  <m:apply>
			    <m:ci type="fn">f</m:ci>
			    <m:ci><m:msub><m:mi>z</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:ci>
			  </m:apply>
                        </m:apply>
		      </m:apply>
		    </m:apply>
		  </m:apply>
		</m:math>
	      </equation>
	    </para>
	  </proof>
	</rule>
      </para>
    </section>


    <section id="sec4">
      <name>Cauchy-Reimann Equations</name>
      
      <para id="sec4para1">
	In terms of the real and imaginary parts of
	<m:math><m:ci>f</m:ci></m:math> this result brings the
	Cauchy-Riemann equations.

	<equation id="eq07">
	  <m:math>
	    <m:apply>
	      <m:eq/>
	      <m:apply>
		<m:partialdiff/>
		<m:bvar><m:ci>x</m:ci></m:bvar>
		<m:ci>u</m:ci>
	      </m:apply>
	      <m:apply>
		<m:partialdiff/>
		<m:bvar><m:ci>y</m:ci></m:bvar>
		<m:ci>v</m:ci>
	      </m:apply>
	    </m:apply>
	  </m:math>
	</equation>

	and

	<equation id="eq08">
	  <m:math>
	    <m:apply>
	      <m:eq/>
	      <m:apply>
		<m:partialdiff/>
		<m:bvar><m:ci>x</m:ci></m:bvar>
		<m:ci>v</m:ci>
	      </m:apply>
	      <m:apply>
		<m:minus/>
		<m:apply>
		  <m:partialdiff/>
                  <m:bvar><m:ci>y</m:ci></m:bvar>
                  <m:ci>u</m:ci>
		</m:apply>
	      </m:apply>
	    </m:apply>
	  </m:math>
	</equation>

	Regarding the converse proposition we note that when
	<m:math><m:ci>f</m:ci></m:math> has continuous partial
	derivatives in region obeying the Cauchy-Reimann equations
	then <m:math><m:ci>f</m:ci></m:math> is in fact differentiable
	in the region.
      </para>


      <para id="sec4para2">
	We remark that with no more energy than that expended on their
	real cousins one may uncover the rules for differentiating
	complex sums, products, quotients, and compositions.
      </para>


      <para id="sec4para3">
	As one important application of the derivative let us attempt
	to expand in partial fractions a rational function whose
	denominator has a root with degree larger than one.  As a
	warm-up let us try to find

	<m:math>
	  <m:ci>
	    <m:msub>
	      <m:mi>q</m:mi>
	      <m:mrow>
		<m:mn>1</m:mn>
		<m:mo>,</m:mo>
		<m:mn>1</m:mn>
	      </m:mrow>
	    </m:msub>
	  </m:ci>
	</m:math>

	and 

	<m:math>
	  <m:ci>
	    <m:msub>
	      <m:mi>q</m:mi>
	      <m:mrow>
		<m:mn>1</m:mn>
		<m:mo>,</m:mo>
		<m:mn>2</m:mn>
	      </m:mrow>
	    </m:msub>
	  </m:ci>
	</m:math>

	in the expression 

	<m:math display="block">
	  <m:apply>
	    <m:eq/>
	    <m:apply>
	      <m:divide/>
	      <m:apply>
		<m:plus/>
                <m:ci>z</m:ci>
                <m:cn>2</m:cn>
	      </m:apply>
	      <m:apply>
		<m:power/>
                <m:apply>
                  <m:plus/>
		  <m:ci>z</m:ci>
		  <m:cn>1</m:cn>
                </m:apply>
                <m:cn>2</m:cn>
	      </m:apply>
	    </m:apply>
	    <m:apply>
	      <m:plus/>
	      <m:apply>
		<m:divide/>
                <m:ci>
                  <m:msub>
                    <m:mi>q</m:mi>
                    <m:mrow>
                      <m:mn>1</m:mn>
                      <m:mo>,</m:mo>
                      <m:mn>1</m:mn>
                    </m:mrow>
                  </m:msub>
                </m:ci>
                <m:apply>
                  <m:plus/>
		  <m:ci>z</m:ci>
		  <m:cn>1</m:cn>
                </m:apply>
	      </m:apply>
	      <m:apply>
		<m:divide/>
                <m:ci>
                  <m:msub>
                    <m:mi>q</m:mi>
                    <m:mrow>
                      <m:mn>1</m:mn>
                      <m:mo>,</m:mo>
                      <m:mn>2</m:mn>
                    </m:mrow>
                  </m:msub>
                </m:ci>
                <m:apply>
                  <m:power/>
		  <m:apply>
		    <m:plus/>
		    <m:ci>z</m:ci>
		    <m:cn>1</m:cn>
		  </m:apply>
		  <m:cn>2</m:cn>
                </m:apply>
	      </m:apply>
	    </m:apply>
	  </m:apply>
	</m:math>

	Arguing as above, it seems wise to multiply through by 

	<m:math>
	  <m:apply>
	    <m:power/>
	    <m:apply>
	      <m:plus/>
	      <m:ci>z</m:ci>
	      <m:cn>1</m:cn>
	    </m:apply>
	    <m:cn>2</m:cn>
	  </m:apply>
	</m:math>

	and so arrive at

	<equation id="eq09">
	  <m:math>
	    <m:apply>
	      <m:eq/>
	      <m:apply>
		<m:plus/>
		<m:ci>z</m:ci>
		<m:mn>2</m:mn>
	      </m:apply>
	      <m:apply>
		<m:plus/>
		<m:apply>
		  <m:times/>
                  <m:ci>
		    <m:msub>
		      <m:mi>q</m:mi>
		      <m:mrow>
			<m:mn>1</m:mn>
			<m:mo>,</m:mo>
			<m:mn>1</m:mn>
		      </m:mrow>
		    </m:msub>
		  </m:ci>
		  <m:apply>
		    <m:plus/>
                    <m:ci>z</m:ci>
                    <m:cn>1</m:cn>
		  </m:apply>
		</m:apply>
		<m:ci>
		  <m:msub>
		    <m:mi>q</m:mi>
		    <m:mrow>
		      <m:mn>1</m:mn>
		      <m:mo>,</m:mo>
		      <m:mn>2</m:mn>
		    </m:mrow>
		  </m:msub>
		</m:ci>
	      </m:apply>
	    </m:apply>
	  </m:math>
	</equation>

	On setting 

	<m:math>
	  <m:apply>
	    <m:eq/>
	    <m:ci>z</m:ci>
	    <m:cn>-1</m:cn>
	  </m:apply>
	</m:math>

	this gives 

	<m:math>
	  <m:apply>
	    <m:eq/>
	    <m:ci>
	      <m:msub>
		<m:mi>q</m:mi>
		<m:mrow>
		  <m:mn>1</m:mn>
		  <m:mo>,</m:mo>
		  <m:mn>2</m:mn>
		</m:mrow>
	      </m:msub>
	    </m:ci>
	    <m:cn>1</m:cn>
	  </m:apply>
	</m:math>.

	With 

	<m:math>
	  <m:ci>
	    <m:msub>
	      <m:mi>q</m:mi>
	      <m:mrow>
		<m:mn>1</m:mn>
		<m:mo>,</m:mo>
		<m:mn>2</m:mn>
	      </m:mrow>
	    </m:msub>
	  </m:ci>
	</m:math>

	computed, <cnxn target="eq09" strength="9"/> takes the simple form 

	<m:math>
	  <m:apply>
	    <m:eq/>
	    <m:apply>
	      <m:plus/>
	      <m:ci>z</m:ci>
	      <m:cn>1</m:cn>
	    </m:apply>
	    <m:apply>
	      <m:times/>
	      <m:ci>
		<m:msub>
		  <m:mi>q</m:mi>
		  <m:mrow>
		    <m:mn>1</m:mn>
		    <m:mo>,</m:mo>
		    <m:mn>1</m:mn>
		  </m:mrow>
		</m:msub>
	      </m:ci>
	      <m:apply>
		<m:plus/>
                <m:ci>z</m:ci>
                <m:cn>1</m:cn>
	      </m:apply>
	    </m:apply>
	  </m:apply>
	</m:math>

	and so 

	<m:math>
	  <m:apply>
	    <m:eq/>
	    <m:ci>
	      <m:msub>
		<m:mi>q</m:mi>
		<m:mrow>
		  <m:mn>1</m:mn>
		  <m:mo>,</m:mo>
		  <m:mn>2</m:mn>
		</m:mrow>
	      </m:msub>
	    </m:ci>
	    <m:cn>1</m:cn>
	  </m:apply>
	</m:math>

	as well.  Hence,

	<m:math display="block">
	  <m:apply>
	    <m:eq/>
	    <m:apply>
	      <m:divide/>
	      <m:apply>
		<m:plus/>
                <m:ci>z</m:ci>
                <m:cn>2</m:cn>
	      </m:apply>
	      <m:apply>
		<m:power/>
                <m:apply>
                  <m:plus/>
		  <m:ci>z</m:ci>
		  <m:cn>1</m:cn>
                </m:apply>
                <m:cn>2</m:cn>
	      </m:apply>
	    </m:apply>
	    <m:apply>
	      <m:times/>
	      <m:apply>
		<m:divide/>
                <m:cn>1</m:cn>
                <m:apply>
                  <m:plus/>
		  <m:ci>z</m:ci>
		  <m:cn>1</m:cn>
                </m:apply>
	      </m:apply>
	      <m:apply>
		<m:divide/>
                <m:cn>1</m:cn>
                <m:apply>
                  <m:power/>
		  <m:apply>
		    <m:plus/>
		    <m:ci>z</m:ci>
		    <m:cn>1</m:cn>
		  </m:apply>
		  <m:cn>2</m:cn>
                </m:apply>
	      </m:apply>
	    </m:apply>
	  </m:apply>
	</m:math>

	This latter step grows more cumbersome for roots of higher
	degrees.  Let us consider

	<m:math display="block">
	  <m:apply>
	    <m:eq/>
	    <m:apply>
	      <m:divide/>
	      <m:apply>
		<m:power/>
                <m:apply>
                  <m:plus/>
		  <m:ci>z</m:ci>
		  <m:cn>2</m:cn>
                </m:apply>
                <m:cn>2</m:cn>
	      </m:apply>
	      <m:apply>
		<m:power/>
                <m:apply>
                  <m:plus/>
		  <m:ci>z</m:ci>
		  <m:cn>1</m:cn>
                </m:apply>
                <m:cn>3</m:cn>
	      </m:apply>
	    </m:apply>
	    
	    <m:apply>
	      <m:plus/>
	      
	      <m:apply>
		<m:divide/>
                <m:ci>
                  <m:msub>
                    <m:mi>q</m:mi>
                    <m:mrow>
                      <m:mn>1</m:mn>
                      <m:mo>,</m:mo>
                      <m:mn>1</m:mn>
                    </m:mrow>
                  </m:msub>
                </m:ci>
                <m:apply>
                  <m:plus/>
		  <m:ci>z</m:ci>
		  <m:cn>1</m:cn>
                </m:apply>
	      </m:apply>
	      
	      <m:apply>
		<m:divide/>
                <m:ci>
                  <m:msub>
                    <m:mi>q</m:mi>
                    <m:mrow>
                      <m:mn>1</m:mn>
                      <m:mo>,</m:mo>
                      <m:mn>2</m:mn>
                    </m:mrow>
                  </m:msub>
                </m:ci>
                <m:apply>
                  <m:power/>
		  <m:apply>
		    <m:plus/>
		    <m:ci>z</m:ci>
		    <m:cn>1</m:cn>
		  </m:apply>
		  <m:cn>2</m:cn>
                </m:apply>
	      </m:apply>

	      <m:apply>
		<m:divide/>
                <m:ci>
                  <m:msub>
                    <m:mi>q</m:mi>
                    <m:mrow>
                      <m:mn>1</m:mn>
                      <m:mo>,</m:mo>
                      <m:mn>3</m:mn>
                    </m:mrow>
                  </m:msub>
                </m:ci>
                <m:apply>
                  <m:power/>
		  <m:apply>
		    <m:plus/>
		    <m:ci>z</m:ci>
		    <m:cn>1</m:cn>
		  </m:apply>
		  <m:cn>3</m:cn>
                </m:apply>
	      </m:apply>

	    </m:apply>
	  </m:apply>
	</m:math>

	The first step is still correct: multiply through by the
	factor at its highest degree, here
	<m:math><m:cn>3</m:cn></m:math>.  This leaves us with

	<equation id="eq10">
	  <m:math>
	    <m:apply>
	      <m:eq/>
	      <m:apply>
		<m:power/>
		<m:apply>
		  <m:plus/>
                  <m:ci>z</m:ci>
                  <m:cn>2</m:cn>
		</m:apply>
		<m:cn>2</m:cn>
	      </m:apply>

	      <m:apply>
		<m:plus/>

		<m:apply>
		  <m:times/>
                  <m:ci>
                    <m:msub>
                      <m:mi>q</m:mi>
                      <m:mrow>
                        <m:mn>1</m:mn>
                        <m:mo>,</m:mo>
                        <m:mn>1</m:mn>
                      </m:mrow>
                    </m:msub>
                  </m:ci>
                  <m:apply>
                    <m:power/>
		    <m:apply>
		      <m:plus/>
		      <m:ci>z</m:ci>
		      <m:cn>1</m:cn>
		    </m:apply>
		    <m:cn>2</m:cn>
                  </m:apply>
		</m:apply>

		<m:apply>
		  <m:times/>
                  <m:ci>
                    <m:msub>
                      <m:mi>q</m:mi>
                      <m:mrow>
                        <m:mn>1</m:mn>
                        <m:mo>,</m:mo>
                        <m:mn>2</m:mn>
                      </m:mrow>
                    </m:msub>
                  </m:ci>
                  <m:apply>
                    <m:plus/>
		    <m:ci>z</m:ci>
		    <m:cn>1</m:cn>
                  </m:apply>
		</m:apply>

		<m:ci>
		  <m:msub>
		    <m:mi>q</m:mi>
		    <m:mrow>
		      <m:mn>1</m:mn>
		      <m:mo>,</m:mo>
		      <m:mn>3</m:mn>
		    </m:mrow>
		  </m:msub>
		</m:ci>
	      </m:apply>
	    </m:apply>
	  </m:math>
	</equation>

	Setting 

	<m:math>
	  <m:apply>
	    <m:eq/>
	    <m:ci>z</m:ci>
	    <m:cn>-1</m:cn>
	  </m:apply>
	</m:math>

	again produces the last coefficient, here 

	<m:math>
	  <m:apply>
	    <m:eq/>
	    <m:ci>
	      <m:msub>
		<m:mi>q</m:mi>
		<m:mrow>
		  <m:mn>1</m:mn>
		  <m:mo>,</m:mo>
		  <m:mn>3</m:mn>
		</m:mrow>
	      </m:msub>
	    </m:ci>
	    <m:cn>1</m:cn>
	  </m:apply>
	</m:math>.

	We are left however with one equation in two unknowns.  Well,
	not really one equation, for <cnxn target="eq10" strength="9"/> is to hold for <emphasis>all</emphasis>
	<m:math><m:ci>z</m:ci></m:math>.  We exploit this by taking
	two derivatives, with respect to
	<m:math><m:ci>z</m:ci></m:math>, of <cnxn target="eq10" strength="9"/>.  This produces

	<m:math display="block">
	  <m:apply>
	    <m:eq/>
	    <m:apply>
	      <m:times/>
	      <m:cn>2</m:cn>
	      <m:apply>
		<m:plus/>
                <m:ci>z</m:ci>
                <m:cn>2</m:cn>
	      </m:apply>
	    </m:apply>
	    <m:apply>
	      <m:plus/>
	      <m:apply>
		<m:times/>
                <m:cn>2</m:cn>
                <m:ci>
                  <m:msub>
                    <m:mi>q</m:mi>
                    <m:mrow>
                      <m:mn>1</m:mn>
                      <m:mo>,</m:mo>
                      <m:mn>1</m:mn>
                    </m:mrow>
                  </m:msub>
                </m:ci>
                <m:apply>
                  <m:plus/>
		  <m:ci>z</m:ci>
		  <m:cn>1</m:cn>
                </m:apply>
	      </m:apply>
	      <m:ci>
		<m:msub>
		  <m:mi>q</m:mi>
		  <m:mrow>
		    <m:mn>1</m:mn>
		    <m:mo>,</m:mo>
		    <m:mn>2</m:mn>
		  </m:mrow>
		</m:msub>
	      </m:ci>
	    </m:apply>
	  </m:apply>
	</m:math>

	and 

	<m:math>
	  <m:apply>
	    <m:eq/>
	    <m:cn>2</m:cn>
	    <m:ci>
	      <m:msub>
		<m:mi>q</m:mi>
		<m:mrow>
		  <m:mn>1</m:mn>
		  <m:mo>,</m:mo>
		  <m:mn>1</m:mn>
		</m:mrow>
	      </m:msub>
	    </m:ci>
	  </m:apply>
	</m:math>

	The latter of course needs no comment.  We derive 

	<m:math>
	  <m:ci>
	    <m:msub>
	      <m:mi>q</m:mi>
	      <m:mrow>
		<m:mn>1</m:mn>
		<m:mo>,</m:mo>
		<m:mn>2</m:mn>
	      </m:mrow>
	    </m:msub>
	  </m:ci>
	</m:math>

	from the former by setting 

	<m:math>
	  <m:apply>
	    <m:eq/>
	    <m:ci>z</m:ci>
	    <m:cn>-1</m:cn>
	  </m:apply>
	</m:math>.

	This example will permit us to derive a simple expression for
	the <emphasis>partial fraction expansion</emphasis> of the
	general proper rational function

	<m:math>
	  <m:apply>
	    <m:eq/>
	    <m:ci>q</m:ci>
	    <m:apply>
	      <m:divide/>
	      <m:ci>f</m:ci>
	      <m:ci>g</m:ci>
	    </m:apply>
	  </m:apply>
	</m:math>

	where <m:math><m:ci>g</m:ci></m:math> has
	<m:math><m:ci>h</m:ci></m:math> distinct roots

	<m:math>
	  <m:set>
	    <m:ci><m:msub><m:mi>λ</m:mi><m:mn>1</m:mn></m:msub></m:ci>
	    <m:ci>…</m:ci>
	    <m:ci><m:msub><m:mi>λ</m:mi><m:mi>h</m:mi></m:msub></m:ci>
	  </m:set>
	</m:math>

	of respective degrees 

	<m:math>
	  <m:set>
	    <m:ci><m:msub><m:mi>d</m:mi><m:mn>1</m:mn></m:msub></m:ci>
	    <m:ci>…</m:ci>
	    <m:ci><m:msub><m:mi>d</m:mi><m:mi>h</m:mi></m:msub></m:ci>
	  </m:set>
	</m:math>.

	We write

	<equation id="eq11">
	  <m:math>
	    <m:apply>
	      <m:eq/>
	      <m:apply>
		<m:ci type="fn">q</m:ci>
		<m:ci>z</m:ci>
	      </m:apply>
	      <m:apply>
		<m:sum/>
		<m:bvar><m:ci>j</m:ci></m:bvar>
		<m:lowlimit><m:cn>1</m:cn></m:lowlimit>
		<m:uplimit><m:ci>h</m:ci></m:uplimit>
		<m:apply>
		  <m:sum/>
                  <m:bvar><m:ci>k</m:ci></m:bvar>
                  <m:lowlimit><m:cn>1</m:cn></m:lowlimit>
                  <m:uplimit><m:ci><m:msub><m:mi>d</m:mi><m:mi>j</m:mi></m:msub></m:ci></m:uplimit>
                  <m:apply>
                    <m:divide/>
		    <m:ci>
		      <m:msub>
			<m:mi>q</m:mi>
			<m:mrow>
			  <m:mi>j</m:mi>
			  <m:mo>,</m:mo>
			  <m:mi>k</m:mi>
			</m:mrow>
		      </m:msub>
		    </m:ci>
		    <m:apply>
		      <m:power/>
		      <m:apply>
			<m:minus/>
			<m:ci>z</m:ci>
			<m:ci><m:msub><m:mi>λ</m:mi><m:mi>j</m:mi></m:msub></m:ci>
		      </m:apply>
		      <m:ci>k</m:ci>
		    </m:apply>
                  </m:apply>
		</m:apply>
	      </m:apply>
	    </m:apply>
	  </m:math>
	</equation>

	and note, as above, that 

	<m:math>
	  <m:ci>
	    <m:msub>
	      <m:mi>q</m:mi>
	      <m:mrow>
		<m:mi>j</m:mi>
		<m:mo>,</m:mo>
		<m:mi>k</m:mi>
	      </m:mrow>
	    </m:msub>
	  </m:ci>
	</m:math>

	is the coefficient of 

	<m:math>
	  <m:apply>
	    <m:power/>
	    <m:apply>
	      <m:minus/>
	      <m:ci>z</m:ci>
	      <m:ci><m:msub><m:mi>d</m:mi><m:mi>j</m:mi></m:msub></m:ci>
	    </m:apply>
	    <m:apply>
	      <m:minus/>
	      <m:ci><m:msub><m:mi>d</m:mi><m:mi>j</m:mi></m:msub></m:ci>
	      <m:ci>k</m:ci>
	    </m:apply>
	  </m:apply>
	</m:math>

	in the rational function 

	<m:math display="block">
	  <m:apply>
	    <m:equivalent/>
	    <m:apply>
	      <m:ci type="fn"><m:msub><m:mi>r</m:mi><m:mi>j</m:mi></m:msub></m:ci>
	      <m:ci>z</m:ci>
	    </m:apply>
	    <m:apply>
	      <m:times/>
	      <m:apply>
		<m:ci type="fn">q</m:ci>
		<m:ci>z</m:ci>
	      </m:apply>
	      <m:apply>
		<m:power/>
                <m:apply>
                  <m:minus/>
		  <m:ci>z</m:ci>
		  <m:ci><m:msub><m:mi>λ</m:mi><m:mi>j</m:mi></m:msub></m:ci>                    
                </m:apply>
                <m:ci><m:msub><m:mi>d</m:mi><m:mi>j</m:mi></m:msub></m:ci>
	      </m:apply>
	    </m:apply>
	  </m:apply>
	</m:math>

	Hence, 

	<m:math>
	  <m:ci>
	    <m:msub>
	      <m:mi>q</m:mi>
	      <m:mrow>
		<m:mi>j</m:mi>
		<m:mo>,</m:mo>
		<m:mi>k</m:mi>
	      </m:mrow>
	    </m:msub>
	  </m:ci>
	</m:math>

	may be computed by setting 

	<m:math>
	  <m:apply>
	    <m:eq/>
	    <m:ci>z</m:ci>
	    <m:ci><m:msub><m:mi>λ</m:mi><m:mi>j</m:mi></m:msub></m:ci>                    
	  </m:apply>
	</m:math>

	in the ratio of the 

	<m:math>
	  <m:apply>
	    <m:minus/>
	    <m:ci><m:msub><m:mi>d</m:mi><m:mi>j</m:mi></m:msub></m:ci>
	    <m:ci>k</m:ci>
	  </m:apply>
	</m:math>th

	derivative of <m:math><m:ci><m:msub><m:mi>r</m:mi><m:mi>j</m:mi></m:msub></m:ci></m:math> to 

	<m:math>
	  <m:apply>
	    <m:factorial/>
	    <m:apply>
	      <m:minus/>
	      <m:ci><m:msub><m:mi>d</m:mi><m:mi>j</m:mi></m:msub></m:ci>
	      <m:ci>k</m:ci>
	    </m:apply>
	  </m:apply>
	</m:math>.

	That is,

	<equation id="eq12">
	  <m:math>
	    <m:apply>
	      <m:eq/>
	      <m:ci>
		<m:msub>
		  <m:mi>q</m:mi>
		  <m:mrow>
		    <m:mi>j</m:mi>
		    <m:mo>,</m:mo>
		    <m:mi>k</m:mi>
		  </m:mrow>
		</m:msub>
	      </m:ci>
	      <m:apply>
		<m:limit/>
		<m:bvar><m:ci>z</m:ci></m:bvar>
		<m:lowlimit><m:ci><m:msub><m:mi>λ</m:mi><m:mi>j</m:mi></m:msub></m:ci></m:lowlimit>
		<m:apply>
		  <m:times/>
                  <m:apply>
                    <m:divide/>
		    <m:cn>1</m:cn>
		    <m:apply>
		      <m:factorial/>
		      <m:apply>
			<m:minus/>
			<m:ci><m:msub><m:mi>d</m:mi><m:mi>j</m:mi></m:msub></m:ci>
			<m:ci>k</m:ci>
		      </m:apply>
		    </m:apply>
                  </m:apply>
                  <m:apply>
                    <m:divide/>
		    <m:apply>
		      <m:power/>
		      <m:ci>d</m:ci>
		      <m:apply>
			<m:minus/>
			<m:ci><m:msub><m:mi>d</m:mi><m:mi>j</m:mi></m:msub></m:ci>
			<m:ci>k</m:ci>
		      </m:apply>
		    </m:apply>
		    <m:apply>
		      <m:times/>
		      <m:ci>d</m:ci>
		      <m:apply>
			<m:power/>
			<m:ci>z</m:ci>
			<m:apply>
			  <m:minus/>
			  <m:ci><m:msub><m:mi>d</m:mi><m:mi>j</m:mi></m:msub></m:ci>
			  <m:ci>k</m:ci>
			</m:apply>
		      </m:apply>                              
		    </m:apply>
                  </m:apply>
                  <m:set>
                    <m:apply>
                      <m:times/>
		      <m:apply>
			<m:power/>
			<m:apply>
			  <m:minus/>
			  <m:ci>z</m:ci>
			  <m:ci><m:msub><m:mi>λ</m:mi><m:mi>j</m:mi></m:msub></m:ci>
			</m:apply>
			<m:ci><m:msub><m:mi>d</m:mi><m:mi>j</m:mi></m:msub></m:ci>
		      </m:apply>  
		      <m:apply>
			<m:ci type="fn">q</m:ci>
			<m:ci>z</m:ci>
		      </m:apply>
                    </m:apply>
                  </m:set>
		</m:apply>
	      </m:apply>
	    </m:apply>
	  </m:math>
	</equation>

	As a second example, let us take 

	<equation id="eq13">
	  <m:math>
	    <m:apply>
	      <m:eq/>
	      <m:ci>B</m:ci>
	      <m:matrix>
		<m:matrixrow>
		  <m:cn>1</m:cn>
		  <m:cn>0</m:cn>
		  <m:cn>0</m:cn>
		</m:matrixrow>
		<m:matrixrow>
		  <m:cn>1</m:cn>
		  <m:cn>3</m:cn>
		  <m:cn>0</m:cn>
		</m:matrixrow>
		<m:matrixrow>
		  <m:cn>0</m:cn>
		  <m:cn>1</m:cn>
		  <m:cn>1</m:cn>
		</m:matrixrow>
	      </m:matrix>
	    </m:apply>
	  </m:math>
	</equation>

	and compute the 

	<m:math>
	  <m:ci>
	    <m:msub>
	      <m:mi>Φ</m:mi>
	      <m:mrow>
		<m:mi>j</m:mi>
		<m:mo>,</m:mo>
		<m:mi>k</m:mi>
	      </m:mrow>
	    </m:msub>
	  </m:ci>
	</m:math>

	matrices in the expansion

	<m:math display="block">
	  <m:apply>
	    <m:eq/>
	    <m:apply>
	      <m:power/>
	      <m:apply>
		<m:minus/>
                <m:apply>
                  <m:times/>
		  <m:ci>z</m:ci>
		  <m:ci>I</m:ci>
                </m:apply>
                <m:ci>B</m:ci>
	      </m:apply>
	      <m:cn>-1</m:cn>
	    </m:apply>

	    <m:matrix>
	      <m:matrixrow>
		<m:apply>
		  <m:divide/>
		  <m:cn>1</m:cn>
		  <m:apply>
		    <m:minus/>
                    <m:ci>z</m:ci>
                    <m:cn>1</m:cn>
		  </m:apply>
		</m:apply>
		<m:cn>0</m:cn>
		<m:cn>0</m:cn>
	      </m:matrixrow>

	      <m:matrixrow>
		<m:apply>
		  <m:divide/>
		  <m:cn>1</m:cn>
		  <m:apply>
		    <m:times/>
                    <m:apply>
                      <m:minus/>
		      <m:ci>z</m:ci>
		      <m:cn>1</m:cn>
                    </m:apply>
                    <m:apply>
                      <m:minus/>
		      <m:ci>z</m:ci>
		      <m:cn>3</m:cn>
                    </m:apply>
		  </m:apply>
		</m:apply>
		<m:apply>
		  <m:divide/>
		  <m:cn>1</m:cn>
		  <m:apply>
		    <m:minus/>
                    <m:ci>z</m:ci>
                    <m:cn>3</m:cn>
		  </m:apply>
		</m:apply>
		<m:cn>0</m:cn>
	      </m:matrixrow>

	      <m:matrixrow>
		<m:apply>
		  <m:divide/>
		  <m:cn>1</m:cn>
		  <m:apply>
		    <m:times/>
                    <m:apply>
                      <m:power/>
		      <m:apply> 
			<m:minus/>
			<m:ci>z</m:ci>
			<m:cn>1</m:cn>
		      </m:apply>
		      <m:cn>2</m:cn>
                    </m:apply>
                    <m:apply>
                      <m:minus/>
		      <m:ci>z</m:ci>
		      <m:cn>3</m:cn>
                    </m:apply>
		  </m:apply>
		</m:apply>
		<m:apply>
		  <m:divide/>
		  <m:cn>1</m:cn>
		  <m:apply>
		    <m:times/>
                    <m:apply>
                      <m:minus/>
		      <m:ci>z</m:ci>
		      <m:cn>1</m:cn>
                    </m:apply>
                    <m:apply>
                      <m:minus/>
		      <m:ci>z</m:ci>
		      <m:cn>3</m:cn>
                    </m:apply>
		  </m:apply>
		</m:apply>
		<m:apply>
		  <m:divide/>
		  <m:cn>1</m:cn>
		  <m:apply>
		    <m:minus/>
                    <m:ci>z</m:ci>
                    <m:cn>1</m:cn>
		  </m:apply>
		</m:apply>
	      </m:matrixrow>
	    </m:matrix>

	    <m:apply>
	      <m:plus/>
	      <m:apply>
		<m:times/>
                <m:apply>
                  <m:divide/>
		  <m:cn>1</m:cn>
		  <m:apply>
		    <m:minus/>
		    <m:ci>z</m:ci>
		    <m:cn>1</m:cn>
		  </m:apply>
                </m:apply>
                <m:ci>
                  <m:msub>
                    <m:mi>Φ</m:mi>
                    <m:mrow>
                      <m:mn>1</m:mn>
                      <m:mo>,</m:mo>
                      <m:mn>1</m:mn>
                    </m:mrow>
                  </m:msub>
                </m:ci>
	      </m:apply>

	      <m:apply>
		<m:times/>
                <m:apply>
                  <m:divide/>
		  <m:cn>1</m:cn>
		  <m:apply>
		    <m:power/>
		    <m:apply>
		      <m:minus/>
		      <m:ci>z</m:ci>
		      <m:cn>1</m:cn>
		    </m:apply>
		    <m:cn>2</m:cn>
		  </m:apply>
                </m:apply>
                <m:ci>
                  <m:msub>
                    <m:mi>Φ</m:mi>
                    <m:mrow>
                      <m:mn>1</m:mn>
                      <m:mo>,</m:mo>
                      <m:mn>2</m:mn>
                    </m:mrow>
                  </m:msub>
                </m:ci>
	      </m:apply>


	      <m:apply>
		<m:times/>
                <m:apply>
                  <m:divide/>
		  <m:cn>1</m:cn>
		  <m:apply>
		    <m:minus/>
		    <m:ci>z</m:ci>
		    <m:cn>3</m:cn>
		  </m:apply>
                </m:apply>
                <m:ci>
                  <m:msub>
                    <m:mi>Φ</m:mi>
                    <m:mrow>
                      <m:mn>2</m:mn>
                      <m:mo>,</m:mo>
                      <m:mn>1</m:mn>
                    </m:mrow>
                  </m:msub>
                </m:ci>
	      </m:apply>

	    </m:apply>
	  </m:apply>
	</m:math>

	The only challenging term is the 

	<m:math>
	  <m:mfenced>
	    <m:cn>3</m:cn>
	    <m:cn>1</m:cn>
	  </m:mfenced>
	</m:math>

	element.  We write 

	<m:math display="block">
	  <m:apply>
	    <m:eq/>
	    <m:apply>
	      <m:divide/>
	      <m:cn>1</m:cn>
	      <m:apply>
		<m:times/>
                <m:apply>
                  <m:power/>
		  <m:apply>
		    <m:minus/>
		    <m:ci>z</m:ci>
		    <m:cn>1</m:cn>
		  </m:apply>
		  <m:cn>2</m:cn>
                </m:apply>
                <m:apply>
                  <m:minus/>
		  <m:ci>z</m:ci>
		  <m:cn>3</m:cn>
                </m:apply>
	      </m:apply>
	    </m:apply>

	    <m:apply>
	      <m:plus/>

	      <m:apply>
		<m:divide/>
                <m:ci>
                  <m:msub>
                    <m:mi>q</m:mi>
                    <m:mrow>
                      <m:mn>1</m:mn>
                      <m:mo>,</m:mo>
                      <m:mn>1</m:mn>
                    </m:mrow>
                  </m:msub>
                </m:ci>
                <m:apply>
                  <m:minus/>
		  <m:ci>z</m:ci>
		  <m:cn>1</m:cn>
                </m:apply>
	      </m:apply>

	      <m:apply>
		<m:divide/>
                <m:ci>
                  <m:msub>
                    <m:mi>q</m:mi>
                    <m:mrow>
                      <m:mn>1</m:mn>
                      <m:mo>,</m:mo>
                      <m:mn>2</m:mn>
                    </m:mrow>
                  </m:msub>
                </m:ci>
                <m:apply>
                  <m:power/>
		  <m:apply>
		    <m:minus/>
		    <m:ci>z</m:ci>
		    <m:cn>1</m:cn>
		  </m:apply>
		  <m:cn>2</m:cn>
                </m:apply>
	      </m:apply>

	      <m:apply>
		<m:divide/>
                <m:ci>
                  <m:msub>
                    <m:mi>q</m:mi>
                    <m:mrow>
                      <m:mn>2</m:mn>
                      <m:mo>,</m:mo>
                      <m:mn>1</m:mn>
                    </m:mrow>
                  </m:msub>
                </m:ci>
                <m:apply>
                  <m:minus/>
		  <m:ci>z</m:ci>
		  <m:cn>3</m:cn>
                </m:apply>
	      </m:apply>

	    </m:apply>
	  </m:apply>
	</m:math>
	
	It follows from <cnxn target="eq12" strength="9"/> that

	<equation id="eq14">
	  <m:math>
	    <m:apply>
	      <m:eq/>
	      <m:ci>
		<m:msub>
		  <m:mi>q</m:mi>
		  <m:mrow>
		    <m:mn>1</m:mn>
		    <m:mo>,</m:mo>
		    <m:mn>1</m:mn>
		  </m:mrow>
		</m:msub>
	      </m:ci>
	      <m:apply>
		<m:diff/>
		<m:bvar><m:ci>z</m:ci></m:bvar>
		<m:apply>
		  <m:times/>
                  <m:apply>
                    <m:divide/>
		    <m:cn>1</m:cn>
		    <m:apply>
		      <m:minus/>
		      <m:ci>z</m:ci>
		      <m:cn>3</m:cn>
		    </m:apply>
                  </m:apply>
                  <m:cn>1</m:cn>
		</m:apply>
	      </m:apply>
	      <m:apply>
		<m:minus/>
		<m:cn type="rational">1<m:sep/>4</m:cn>
	      </m:apply>
	    </m:apply>
	  </m:math>
	</equation>

	and 

	<equation id="eq15">
	  <m:math>
	    <m:apply>
	      <m:eq/>
	      <m:ci>
		<m:msub>
		  <m:mi>q</m:mi>
		  <m:mrow>
		    <m:mn>1</m:mn>
		    <m:mo>,</m:mo>
		    <m:mn>2</m:mn>
		  </m:mrow>
		</m:msub>
	      </m:ci>
	      <m:apply>
		<m:times/>
		<m:apply>
		  <m:divide/>
                  <m:cn>1</m:cn>
                  <m:apply>
                    <m:minus/>
		    <m:ci>z</m:ci>
		    <m:cn>3</m:cn>
                  </m:apply>
		</m:apply>
		<m:cn>1</m:cn>
	      </m:apply>
	      <m:apply>
		<m:minus/>
		<m:cn type="rational">1<m:sep/>4</m:cn>
	      </m:apply>
	    </m:apply>
	  </m:math>
	</equation>

	and 

	<equation id="eq16">
	  <m:math>
	    <m:apply>
	      <m:eq/>
	      <m:ci>
		<m:msub>
		  <m:mi>q</m:mi>
		  <m:mrow>
		    <m:mn>2</m:mn>
		    <m:mo>,</m:mo>
		    <m:mn>1</m:mn>
		  </m:mrow>
		</m:msub>
	      </m:ci>
	      <m:apply>
		<m:times/>
		<m:apply>
		  <m:power/>
                  <m:apply>
                    <m:divide/>
		    <m:cn>1</m:cn>
		    <m:apply>
		      <m:minus/>
		      <m:ci>z</m:ci>
		      <m:cn>3</m:cn>
		    </m:apply>
                  </m:apply>
                  <m:cn>2</m:cn>
		</m:apply>
		<m:cn>3</m:cn>
	      </m:apply>
	      <m:cn type="rational">1<m:sep/>4</m:cn>
	    </m:apply>
	  </m:math>
	</equation>

	It now follows that 

	<equation id="eq17">
	  <m:math>
	    <m:apply>
	      <m:eq/>
	      <m:apply>
		<m:power/>
		<m:apply>
		  <m:minus/>
                  <m:apply>
                    <m:times/>
		    <m:ci>z</m:ci>
		    <m:ci>I</m:ci>
                  </m:apply>
                  <m:ci>B</m:ci>
		</m:apply>
		<m:cn>-1</m:cn>
	      </m:apply>

	      <m:apply>
		<m:plus/>

		<m:apply>
		  <m:times/>
                  <m:apply>
                    <m:divide/>
		    <m:cn>1</m:cn>
		    <m:apply>
		      <m:minus/>
		      <m:ci>z</m:ci>
		      <m:cn>1</m:cn>
		    </m:apply>
                  </m:apply>
                  <m:matrix>
                    <m:matrixrow>
                      <m:cn>1</m:cn>
                      <m:cn>0</m:cn>
                      <m:cn>0</m:cn>
                    </m:matrixrow>
                    <m:matrixrow>
                      <m:cn type="rational">-1<m:sep/>2</m:cn>
                      <m:cn>0</m:cn>
                      <m:cn>0</m:cn>
                    </m:matrixrow>
                    <m:matrixrow>
                      <m:cn type="rational">-1<m:sep/>4</m:cn>
                      <m:cn type="rational">-1<m:sep/>2</m:cn>
                      <m:cn>1</m:cn>
                    </m:matrixrow>
                  </m:matrix>
		</m:apply>

		<m:apply>
		  <m:times/>
                  <m:apply>
                    <m:divide/>
		    <m:cn>1</m:cn>
		    <m:apply>
		      <m:power/>
		      <m:apply>
			<m:minus/>
			<m:ci>z</m:ci>
			<m:cn>1</m:cn>
		      </m:apply>
		      <m:cn>2</m:cn>
		    </m:apply>
                  </m:apply>
                  <m:matrix>
                    <m:matrixrow>
                      <m:cn>0</m:cn>
                      <m:cn>0</m:cn>
                      <m:cn>0</m:cn>
                    </m:matrixrow>
                    <m:matrixrow>
                      <m:cn>0</m:cn>
                      <m:cn>0</m:cn>
                      <m:cn>0</m:cn>
                    </m:matrixrow>
                    <m:matrixrow>
                      <m:cn type="rational">-1<m:sep/>2</m:cn>
                      <m:cn>0</m:cn>
                      <m:cn>0</m:cn>
                    </m:matrixrow>
                  </m:matrix>
		</m:apply>

		<m:apply>
		  <m:times/>
                  <m:apply>
                    <m:divide/>
		    <m:cn>1</m:cn>
		    <m:apply>
		      <m:minus/>
		      <m:ci>z</m:ci>
		      <m:cn>3</m:cn>
		    </m:apply>
                  </m:apply>
                  <m:matrix>
                    <m:matrixrow>
                      <m:cn>0</m:cn>
                      <m:cn>0</m:cn>
                      <m:cn>0</m:cn>
                    </m:matrixrow>
                    <m:matrixrow>
                      <m:cn type="rational">1<m:sep/>2</m:cn>
                      <m:cn>1</m:cn>
                      <m:cn>0</m:cn>
                    </m:matrixrow>
                    <m:matrixrow>
                      <m:cn type="rational">1<m:sep/>4</m:cn>
                      <m:cn type="rational">1<m:sep/>2</m:cn>
                      <m:cn>0</m:cn>
                    </m:matrixrow>
                  </m:matrix>
		</m:apply>

	      </m:apply>
	    </m:apply>
	  </m:math>
	</equation>

	In closing, let us remark that the method of partial fraction
	expansions has been implemented in Matlab.  In fact, <cnxn target="eq14" strength="9"/>, <cnxn target="eq15" strength="9"/>, and <cnxn target="eq16" strength="9"/> all
	follow from the single command:

	<code>[r,p,k]=residue([0 0 0 1],[1 -5 7 -3])</code>.

	The first input argument is Matlab-speak for the polynomial 

	<m:math>
	  <m:apply>
	    <m:eq/>
	    <m:apply>
	      <m:ci type="fn">f</m:ci>
	      <m:ci>z</m:ci>
	    </m:apply>
	    <m:cn>1</m:cn>
	  </m:apply>
	</m:math> 

	while the second argument corresponds to the denominator

	<m:math display="block">
	  <m:apply>
	    <m:eq/>
	    <m:apply>
	      <m:ci type="fn">g</m:ci>
	      <m:ci>z</m:ci>
	    </m:apply>
	    
	    <m:apply>
	      <m:times/>
	      <m:apply>
		<m:power/>
		<m:apply>
		  <m:minus/>
		  <m:ci>z</m:ci>
		  <m:cn>1</m:cn>
		</m:apply>
		<m:cn>2</m:cn>
	      </m:apply>
	      <m:apply>
		<m:minus/>
		<m:ci>z</m:ci>
		<m:cn>3</m:cn>
	      </m:apply>
	    </m:apply>

	    <m:apply>
	      <m:plus/>
	      <m:apply>
		<m:minus/>
		<m:apply>
		  <m:power/>
		  <m:ci>z</m:ci>
		  <m:cn>3</m:cn>
		</m:apply>
		<m:apply>
		  <m:times/>
		  <m:cn>5</m:cn>
		  <m:apply>
		    <m:power/>
		    <m:ci>z</m:ci>
		    <m:cn>2</m:cn>
		  </m:apply>
		</m:apply>
	      </m:apply>
	      <m:apply>
		<m:minus/>
		<m:apply>
		  <m:times/>
		  <m:cn>7</m:cn>
		  <m:ci>z</m:ci>
		</m:apply>
		<m:cn>3</m:cn>
	      </m:apply>
	    </m:apply>
	  </m:apply>
	</m:math>.

      </para>
    </section>
  </content>
</document>
