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奇点


一般来说,奇点是指方程、曲面等“爆发”或变得退化的点。奇点通常也称为奇异点。

奇点在复分析中极其重要,它们表征了解析函数可能的行为。复奇点是函数 f定义域f 无法解析的点 z_0孤立奇点可以分为极点本性奇点对数奇点可去奇点。非孤立奇点可能作为自然边界分支切割出现。

考虑以下二阶常微分方程

 y^('')+P(x)y^'+Q(x)y=0.

如果 P(x)Q(x)x=x_0 处保持有限,则 x_0 称为常点。如果 P(x)Q(x)x->x_0 时发散,则 x_0 称为奇点。奇点进一步分类如下:

1. 如果 P(x)Q(x)x->x_0 时发散,但 (x-x_0)P(x)(x-x_0)^2Q(x)x->x_0 时保持有限,则 x=x_0 称为正则奇点(或非本性奇点)。

2. 如果 P(x) 发散速度比 1/(x-x_0) 更快,因此当 x->x_0(x-x_0)P(x) 趋于无穷大;或者 Q(x) 发散速度比 1/(x-x_0)^2Q 更快,因此当 x->x_0(x-x_0)^2Q(x) 趋于无穷大;那么 x_0 称为非正则奇点(或本性奇点)。

m 阶极点f(z) 的一个点 z_0,使得 f(z)洛朗级数对于 n<-ma_n=0a_(-m)!=0

本性奇点无限阶的极点n 阶极点f(z) 的一个奇点 z_0,对于该奇点,函数 (z-z_0)^nf(z) 是非奇异的,并且对于 k=0, 1, ..., n-1(z-z_0)^kf(z) 是奇异的。

对数奇点是解析函数的一种奇点,其主要的 z 相关项阶数为 O(lnz)O(lnlnz) 等。

可去奇点是指可以指定一个复数,使得 f(z) 变为解析函数的奇点。例如,函数 f(z)=z^2/z 在 0 处有一个可去奇点,因为除了 0 以外,f(z)=z 处处成立,并且在 z=0 处可以将 f(z) 设置为等于 0。可去奇点不是极点

例如,函数 f(z)=csc(1/z) 具有以下奇点:在 z=1/(2pin) 处的极点,以及在 0 处的非孤立奇点。


另请参阅

解析函数, 分支切割, 本性奇点, 孤立奇点, 对数奇点, 可动奇点, 自然定义域, Pinch Point, 极点, 可去奇点, 奇异点 在 MathWorld 课堂中探索此主题

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参考资料

Knopp, K. "Singularities." 《函数论》第一部和第二部,合订本第一部,第四节。纽约:Dover,pp. 117-139, 1996.

在 Wolfram|Alpha 中被引用

奇点

引用为

Weisstein, Eric W. "奇点。" 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/Singularity.html

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