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辐角的变化


VariationofArgument

[arg(f(z))] 表示函数 f(z) 沿轮廓 gamma 的复辐角的变化。 此外,令 N 表示 f(z)gamma 内的的数量,P 表示 f(z) 位于 gamma 内的所有极点的阶数之和。 则

 [arg(f(z))]=2pi(N-P).
(1)

例如,上面的图表显示了对于以 z=0 为中心的小圆形轮廓 gamma,形式为 f(z)=(z-1)/z^n 的函数的辐角(该函数在 gamma 中有一个阶数为 n 的单极点,且没有根),对于 n=1、2 和 3。

请注意,复辐角必须连续变化,因此当轮廓穿过分支切割线时发生的任何“跳跃”都必须考虑在内。

要在给定区域 R 中找到 [arg(f(z))],将 R 分解为路径,并找到每条路径的 [arg(f(z))]。 在圆弧上

 z=Re^(itheta),
(2)

f(z) 为次数为 n多项式 P(z)。 则

[argP(z)]=[arg(z^n(P(z))/(z^n))]
(3)
=[arg(z^n)]+[arg((P(z))/(z^n))].
(4)

代入 z=Re^(itheta) 得到

 [arg(P(z))]=[arg(Re^(ithetan))]+[arg((P(Re^(itheta)))/(Re^(ithetan)))].
(5)

因此,当 R->infty 时,

 lim_(R->infty)(P(Re^(itheta)))/(Re^(ithetan))=[constant]
(6)
 [(P(Re^(itheta)))/(Re^(ithetan))]=0,
(7)

并且

 [arg(P(z))]=[arg(e^(ithetan))]=n(theta_2-theta_1).
(8)

对于实数线段 z=x

 [arg(f(x))]=tan^(-1)[0/(f(x))]=0.
(9)

对于虚数线段 z=iy

 [arg(f(iy))]={tan^(-1)(I[P(iy)])/(R[P(iy)])}_(theta_1)^(theta_2).
(10)

参见

复辐角, 轮廓

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参考文献

Barnard, R. W.; Dayawansa, W.; Pearce, K.; and Weinberg, D. "Polynomials with Nonnegative Coefficients." Proc. Amer. Math. Soc. 113, 77-83, 1991.

在 Wolfram|Alpha 上被引用

辐角的变化

引用为

Weisstein, Eric W. "辐角的变化。" 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/VariationofArgument.html

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