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分析延续


分析延续(有时简称为“延续”)提供了一种扩展领域其中一个复杂的功能定义。最常见的应用程序是分析的功能在点附近确定z0(零)幂级数

 f(z)=sum_(k=0)^inftya_k(zz_0)^k。
(1)

这种幂级数展开通常仅在其收敛半径然而,在幸运的情况下(非常幸运也很常见!),函数(f)将有一个幂级数膨胀在大于预期的范围内有效半径收敛的,还有这个幂级数可以是用于定义原始函数之外的函数领域定义。例如,这允许定义的自然扩展三角函数、指数函数、对数函数、幂函数和双曲函数实线 R(右)对整个复平面 C类类似地,解析延拓可以用于将分析函数的值扩展到分支在中复平面.

第1页f2解析函数 欧米茄_1欧米茄_2,并假设交叉点Omega_1交叉口Omega_2不为空还有那个f1=f2Omega_1交叉口Omega_2.然后f2被称为第1页欧米茄_2反之亦然(弗拉尼根1983年,第234页)。此外,如果存在第1页欧米茄_2是独一无二的。

解析延拓的这种独特性是一种相当惊人且极为有力的表述。它实际上表示,知道复杂的功能在某些有限复域中唯一地确定函数的值每一个另一点。

通过解析延拓,从函数的任意表示开始幂级数,任意数量的其他权力系列可以找到它们共同定义了函数在所有点的值领域此外,可以从以下位置到达任何点未通过的点奇异性属于函数和由此获得的所有幂级数的总和构成函数的解析表达式(Whittaker和Watson,1990年,第97页)。

解析延拓可以导致一些有趣的现象,例如多值函数例如,考虑广场功能f(z)=平方(z)。虽然此函数没有全局定义(由于每个非零值都有两个平方根),(f)定义明确泰勒级数围绕z_0=1,

f(z)=f(z0)+(zz0)f^'(z0。。。
(2)
=1+1/2(z-1)-1/8(z-1。。。
(3)

可用于扩展域(f)定义。请注意,当|z |=1,的幂级数对于(f)有一个收敛半径第页,共页。

分析延续

上面的动画显示了f(z)=平方(z)沿着这条路e ^(它)。请注意,当函数到处运行时,(f)是原始函数的负值,因此循环两次返回函数恢复到原始值。

在动画中,域空间(粉红色;左图)映射到形象空格(蓝色;右图)广场函数,淡蓝色区域表示负平方根。然而,通过围绕圆继续函数,平方根函数需要过去是浅蓝色区域的值,因此蓝色和浅色的作用蓝色区域反转。

这可以解释为来自多值的 平方根功能。这说明了解析延拓使用提供关于幂级数的信息。

函数可能永远不会返回相同的值。例如,f(z)=lnz增加了2个像素每次它在零附近继续。这个自然的领域函数的最大域链,函数可以在其上继续分析到单值的功能。对于液化天然气,它是连通无限穿孔平面、和用于z^(-1/2)是相连的双人间.如果存在无法扩展函数的边界,则调用这个自然边界例如,存在亚纯函数 (f)在单位圆盘中,单位圆上的每个点都是极限点的集合极点.那么这个圆圈就是自然边界对于(f).


另请参阅

分析函数,分支切割,分支点,连续性原理,直接分析延续,全球分析延续,单病种定理,多值函数,自然边界,代数形式的永久性,施瓦兹反射原理 在数学世界课堂上探索这个主题

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阿夫肯,G。《物理学家的数学方法》,第3版。佛罗里达州奥兰多:学术出版社,第378-380页,1985P.J.戴维斯。和Pollak,H.“关于分析延续映射函数的。"事务处理。阿默尔。数学。索克。 87, 198-225, 1958.弗拉尼根,F·J。复杂变量:调和函数和解析函数。纽约:多佛,1983年。哈维尔,J.《分析延续》第16.3节伽马射线:探索欧拉常数。新泽西州普林斯顿:普林斯顿大学出版社,第91-193页,2003Knopp,K.“分析延续和完整定义分析功能。“第8章英寸理论功能第一部分和第二部分,两卷合订为一,第一部分。纽约:多佛,第83-1111996页。S.G.将军。“唯一性分析延续”和“分析延续”。“§3.2.3和通道10英寸手册复杂变量的。马萨诸塞州波士顿:Birkhäuser,第38-39页和第123-141页,1999莱文森,N.和雷蒙德,R。复杂变量。纽约:McGraw-Hill,第398-4021970页。莫尔斯,下午。和Feshbach,H。方法理论物理第一部分。纽约:McGraw-Hill,第389-390页和392-398, 1953.Needham,T.“分析延续”§5.XI在里面视觉复杂分析。纽约:克拉伦登出版社,第247-257页,2000年。鲁丁,西。真实和复杂分析。纽约:McGraw-Hill,第319-327页,1987年。惠塔克,E.T.公司。和G.N.Watson。“延续过程”§5.5在里面A类现代分析课程,第四版。英国剑桥:剑桥大学出版社,第96-98页,1990年。

参考Wolfram | Alpha

分析延续

引用如下:

埃里克·魏斯坦(Eric W.Weisstein)。“分析延续。”发件人数学世界--Wolfram Web资源。https://mathworld.wolfram.com/AnalyticContinuation.html

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