主题
Search

自然边界


考虑复变量 z 中的幂级数

 g(z)=sum_(n=0)^inftya_nz^n
(1)

它在开圆盘 D:|z|<R 内收敛。由于在 D边界 partialD 上至少存在一个奇点,收敛性被限制在 D 内。如果 D 上的奇点密集到解析延拓无法在穿过 D 的路径上进行,则称 D 形成函数 g(z) 的自然边界(或“解析性的自然边界”)。

举例来说,考虑函数

 f(z)=sum_(n=0)^inftyz^(2^n)=z+z^2+z^4+....
(2)

然后 f(z) 形式上满足函数方程

 f(z)=z+f(z^2).
(3)

级数 (◇) 显然在 D_1:|z|<1 内收敛。现在考虑 z=1。方程 (◇) 告诉我们 f(1)=1+f(1),这只有在 f(1)=infty 时才能满足。现在考虑 z=-1,方程 (◇) 变为 f(-1)=-1+infty,因此 f(-1)=infty。在方程 (◇) 中用 z^2 替换 z,然后得到

 f(z^2)=z^2+f(z^4)=f(z)-z.
(4)

由此得出

 f(z)=z+z^2+f(z^4).
(5)

现在考虑 z 等于单位的四次方根中的任何一个,例如 +/-1+/-i,例如 z=-i。那么 f(-i)=-i-1+f(1)=infty。递归地应用此过程表明,对于任何满足 z 使得 z^(2^n)=1n=0, 1, 2, ... 的 f(z) 都是无穷大。因此,在圆 partialD_1 的任何有限长度的弧段中,都将有无限多个点,对于这些点 f(z) 是无穷大,因此 D_1 构成了 f(z) 的自然边界。

具有自然边界的函数被称为缺项函数


另请参阅

解析延拓, 解析函数, 边界, 支割线, 缺项函数, 自然定义域, 奇点

此条目由 Jonathan Deane 贡献

使用 Wolfram|Alpha 探索

WolframAlpha

更多尝试

参考资料

Ash, R. B. Ch. 3 in 复变函数。 New York: Academic Press, 1971.Knopp, K. 函数论,第一部分和第二部分。 New York: Dover, Part I, p. 101, 1996.

在 Wolfram|Alpha 中被引用

自然边界

引用为

Deane, Jonathan. "自然边界。" 来自 MathWorld--Wolfram 网络资源,由 Eric W. Weisstein 创建。 https://mathworld.net.cn/NaturalBoundary.html

主题分类