极点 (复分析) |
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亚纯函数的极点是一种特殊的奇点,它的表现如同 z − a = 0 {\displaystyle z-a=0} 时 1 ( z − a ) n {\displaystyle {\frac {1}{(z-a)^{n}}}} 的奇点。也就是说,如果当 z → a {\displaystyle z\to a} 时,函数 f ( z ) → ∞ {\displaystyle f(z)\to \infty } ,那么 f ( z ) {\displaystyle f(z)} 在 z = a {\displaystyle z=a} 处便具有极点。 伽玛函数的绝对值。从左面可以看出,在极点处函数的值趋于无穷大。而在图像的右面,则没有极点。 目录 1 定义 2 性质 3 评论 4 参见 5 外部链接 定义假设 U {\displaystyle U} 是复平面 C {\displaystyle \mathbb {C} } 的开子集, a {\displaystyle a} 是 U {\displaystyle U} 的一个元素, f : U − { a } → C {\displaystyle f:U-\{a\}\to \mathbb {C} } 是一个在定义域内全纯的函数。如果存在一个全纯函数 g : U → C {\displaystyle g:U\to \mathbb {C} } 和一个非负整数 n {\displaystyle n} ,使得对于所有 U − { a } {\displaystyle U-\{a\}} 内的 z {\displaystyle z} ,都有 f ( z ) = g ( z ) ( z − a ) n {\displaystyle f(z)={\frac {g(z)}{(z-a)^{n}}}}那么 a {\displaystyle a} 便称为 f {\displaystyle f} 的极点。满足以上条件的最小整数 n {\displaystyle n} 称为极点的阶。一阶的极点又称为简单极点。 性质1.函数f在极点a的极限值是 ∞ {\displaystyle \infty } .也就是说 lim z → a f ( z ) = ∞ {\displaystyle \lim _{z\rightarrow a}f(z)=\infty }2.由性质1.可知,如果令函数 h ( z ) = 1 f ( z ) {\displaystyle h(z)={\frac {1}{f(z)}}}那么代入定义可知: h ( z ) = ( z − a ) m 1 g ( z ) {\displaystyle h(z)=(z-a)^{m}{\frac {1}{g(z)}}}其中 1 g ( z ) {\displaystyle {\frac {1}{g(z)}}} 在 z = a {\displaystyle z=a} 点解析。那么有 z = a {\displaystyle z=a} 是 h ( z ) {\displaystyle h(z)} 的m阶零点。 3.由于 g {\displaystyle g} 是全纯函数, f {\displaystyle f} 可以表示为: f ( z ) = a − n ( z − a ) n + ⋯ + a − 1 ( z − a ) + ∑ k ≥ 0 a k ( z − a ) k . {\displaystyle f(z)={\frac {a_{-n}}{(z-a)^{n}}}+\cdots +{\frac {a_{-1}}{(z-a)}}+\sum _{k\geq 0}a_{k}(z-a)^{k}.}这是一个洛朗级数,它的主部分是有限的。全纯函数 ∑ k ≥ 0 a k ( z − a ) k {\displaystyle \sum _{k\geq 0}a_{k}(z-a)^{k}} 称为 f {\displaystyle f} 的正则部分。因此,点 a {\displaystyle a} 是 f {\displaystyle f} 的 n {\displaystyle n} 阶极点,当且仅当 f {\displaystyle f} 在 a {\displaystyle a} 处的罗朗级数中所有低于 − n {\displaystyle -n} 的次数都为零,而 − n {\displaystyle -n} 次项不为零。 评论如果函数 f {\displaystyle f} 的一阶导数在 a {\displaystyle a} 处具有简单极点,则 a {\displaystyle a} 是 f {\displaystyle f} 的一个分支点(英语:Branch point),但反过来不成立。 一个既不是极点又不是分支点的非可去奇点称为本性奇点。 除了一些孤立奇点外全纯的函数,且所有的奇点均为极点,则该函数称为亚纯函数。 参见 零点 留数外部链接 埃里克·韦斯坦因. Pole. MathWorld. 零点和极点的教程 |
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