ISOLATED SINGULARITIES · 沿方向靠近

奇点近看

只看分母里有几个 z,容易误判。选一个函数,把半径缩小,再转向另一个方向。比较 f(z) 和 zmf(z),看看一个有限幂次能否把缺口修好。

输入平面 z = reiθ

两轴等尺度,固定标尺 ±1.1。虚线圆为当前半径,空心原点表示原公式在此未定义。

f(z) 绕一圈的轨迹

乘上 z0 以后

读数

参数
观察点 z
原函数 f(z)
模 |f(z)|
乘幂后 g(z)
模 |g(z)|

曲线:固定 r、θ 从 0° 到 360°;● 当前方向。◆ 正实轴;□ 负实轴;△ 正虚轴。两幅值平面分别自动取等尺度坐标;图形大小不能直接比较数值大小。

轨迹每 0.5° 采样,用线段连接。所有采样值参与取景,大值不截去;相差许多数量级的点可能重叠,请看旁边的科学计数读数。

同一半径,换个方向

把半径减半,盯住这三列。若只有某个方向增长,不能据此判断为极点。

图给线索,分类还要证明

有限个方向、有限个半径,只能帮助你找到值得证明的现象。这里的分类,依据的是原点某个完整穿孔邻域里的 Laurent 主部,或全纯因子的分解。

“乘上某个幂以后有有限极限”还不够判断阶数:m 阶极点要求 zmf(z) 的极限非零。若多乘一次,二阶极点也可能被压到 0;sin z / z 自身却趋于 1,并不是趋于 0。

r = 0.025 是本实验的展示下限,不是数学上的最小正半径。原公式在 z = 0 均未定义;只有 sin z / z 能用有限值 1 填补成全纯函数。