孤立奇点

假设X是一个代数簇,P∈X是X上的一个奇点,如果存在一个包含P的开邻域(又称开集)U,使得U中不在包含其他的奇点, 那么就称P是孤立奇点

在亚纯函数中,所有奇点都是孤立的;但如果一个函数的所有奇点都是孤立的,并不能保证它是亚纯函数。复分析中许多有用的工具,例如洛朗展开、留数定理等,都需要保证相关奇点的孤立性才能应用。

孤立奇点分为三种:

  • 可去奇点
  • 极点
  • 本性奇点

例子
函数\frac{1}{z}在z=0处有孤立奇点。

余割函数\csc(\pi z)在所有整数点处有孤立奇点。

函数\exp(\frac{1}{z})在z=0处有孤立奇点,这是一个本质奇点。

复分析中孤立奇点与洛朗展开的关系
可去奇点、极点、本性奇点的定义
三种孤立奇点有许多等价定义,以下列出部分,用以说明与洛朗级数的关系。

#一个孤立奇点a被称作可去奇点,如果\lim_{z\rightarrow a} ;
#一个孤立奇点a被称作极点,如果\lim_{z\rightarrow a} = \infty;
#一个孤立奇点a被称作本性奇点(又译作本质奇点),如果极限\lim_{z\rightarrow a}不存在。

洛朗级数的主要部分
复函数f(z)在一个以点c为圆心的解析的环形区域D上可以展开成这样的级数形式

:f(z)=\sum_{n=-\infty}^\infty a_n(z-c)^n

其中,a_n具有这样的形式:a_n=\frac{1}{2\pi i} \oint_\gamma \frac{f(z)\,dz}{(z-c)^{n+1}}.\,。积分路径γ是一条逆时针方向的可求长曲线,把c包围起来,位于圆环A内。

此时,f(z)的洛朗展开式中,指数为负数的部分\sum_{n=-\infty}^{-1} a_n(z-c)^n称作f(z)的主要部分(principal part)。

可去奇点、极点、本性奇点与洛朗级数的主要部分的关系
以下可以看作可去奇点、极点、本性奇点又一等价定义。
#假设a是复函数f(z)的一个可去奇点,则f(z)在a处邻域内的洛朗级数展开式不含有主要部分。
#假设a是复函数f(z)的一个极点,则f(z)在a处邻域内的洛朗级数展开式的主要部分仅含有有限项;且主要部分的项数恰等于极点a的阶数。
#假设a是复函数f(z)的一个本性奇点,则f(z)在a处邻域内的洛朗级数展开式的主要部分含有无穷多项。

证明
相关例子与应用
参见

  • 非孤立奇点

外部链接
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