亚纯函数

更新时间:2024-10-29 13:06

亚纯函数是在区域D上有定义,且除去极点之外处处解析的函数

定义

亚纯函数(meromorphic function)是在区域D上有定义,且除去极点之外处处解析的函数。

在复分析中,一个复平面的开子集D上的亚纯函数是一个在D上除一个或若干个孤立点集合之外的区域全纯的函数,那些孤立点称为该函数的极点。

定义扩展

黎曼曲面上的亚纯函数

在一个黎曼曲面上,每个点都拥有一个同构于复平面上的一个开子集的开邻域。因此,在任意黎曼曲面上都可以定义亚纯函数。

当D为整个黎曼球时,亚纯函数域就是复平面上的单变量有理函数域,因为可以证明任意黎曼球上的亚纯函数都是有理函数(这是所谓的GAGA原理的一个特例)。

举例说明

比如有理函数就是在扩充复平面上的亚纯函数,它是两个多项式的商而Q(z)的零点是R(z)的极点,即R(z)有有限多个极点,∞点是R(z)的极点或可去奇点。复平面上不是有理函数的亚纯函数称为超越亚纯函数

例如ctg( z)就是超越亚纯函数,它以kπ为全部极点,超越亚纯函数一定有无限多个极点。有理函数可以分为部分分式,即其中{ak}是R( z )的全部极点 ,Pk( u )是多项式 , 当∞点是m阶极点时,P0(z)是m阶多项式

所有的有理函数如 都是在整个复平面上的亚纯函数。

函数和以及Γ函数黎曼ζ函数都是在整个复平面上的亚纯函数。

函数在除去原点:0的整个复平面上有定义。但是,0不是这个函数的一个极点,而是一个本性奇点。因此,这个函数只是在C上的亚纯函数,而不是在整个复平面上的亚纯函数。

函数f(z)=ln z不是在整个复平面上的亚纯函数,因为它只在复平面上的一个孤立点集上有定义。

性质

由于亚纯函数的极点是孤立点,它们至多有可数多个。极点的个数可以有无穷多个,例如函数:

使用解析拓延来消去可去奇点后,亚纯函数可以进行加减法和乘法的运算。当g(z)在D的连通部分上不恒为零时,还可以定义f/g。因此,当D连通时,所有的亚纯函数构成一个,为复数域的一个域扩张

扩展知识

复平面上的超越亚纯函数也有一个部分分式分解定理 , f(z)是以{ak}为极点集的超越亚纯函数,设f(z)在极点ak处罗朗展式的主部为,Pk(u)是一个多项式,于是f(z)可表作:中g(z)是整函数 ,hk(z)是适当选取的多项式。 对于超越亚纯函数有一个类似毕卡定理的结果 :f(z)是超越亚纯函数,则最多除去两个例外值外 ,对所有其他值W, f(z)-W一定有无穷多个零点。

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