复分析 I · CAUCHY 积分公式
从单位圆重建一个值
圆周上给定 f(z) = z² + 0.3z。把观察点 a 向边界移动,看每份带核权重的贡献怎样合成积分;越接近边界,同样的采样数越可能不够。
IN(a) = (1/N) Σ f(zj) zj / (zj − a)
zj = e2πi(j+½)/N,j = 0,…,N−1
zj = e2πi(j+½)/N,j = 0,…,N−1
固定边界,移动 a
z 平面 · 逆时针采样边界采样点观察点 a
拖动橙点,或聚焦图形后用方向键移动。输入框可精确指定位置;Shift 加方向键步长为 0.1。
贡献首尾相接
积分值平面 · 自适应比例累计终点 Iₙ积分理论值
离散积分 Iₙ(a)—
积分理论值—
绝对误差 |Iₙ − I|—
函数值 f(a)—
到单位圆的距离—
离散贡献中最大模—含每项的 1/N 权重
先看点在哪一侧
当 |a| < 1,Cauchy 公式给出 I(a) = f(a)。a = 0.5 时,理论值是 0.25 + 0.15 = 0.4。当 |a| > 1,被积函数在闭圆盘附近全纯,积分为 0;a = 2 时不会恢复 f(2) = 4.6。
靠近边界,增加 N
把 a 设为 0.999,分别用 N = 16、128、1024。核 1/(z − a) 在近处变化很陡,有限采样会漏掉尖峰。误差改善来自增加采样;图上的理论标记没有参与数值求和。
|a| = 1 时普通公式不适用。即使 a 恰好落在两个采样点之间,也不能把“没有除零”当成合法积分。