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整函數
鎖定
整函數 (integral function /entire function),意思是在整個複平面上處處解析的函數。
- 中文名
- 整函數
- 外文名
- integral function /entire function
- 解 釋
- 在整個複平面上處處解析的函數
- 屬 性
- 函數
整函數定義
整函數總可以在原點展開成泰勒級數,它在全平面收斂,整函數以∞點為唯一的孤立奇點,它在∞點的羅朗展式與它在原點的泰勒展式有一樣的形式。當∞點是整函數的可去奇點時,這個整函數只能是常數,這就是著名的劉維爾定理,通常表述為“有界整函數必為常數”。
整函數劉維爾定理
劉維爾(Liouville)定理
證明
若|f(z)|≤M,當z∈C。固定a∈C,作D(a,R),由柯西不等式得到|f'(a)|≤M/R。令R→∞,得到f'(a)=0。由於a為C中任意一點,故f'(z)=0對任意z∈C都成立,因此f(z)在C上為常數。
整函數簡單證明
利用這一定理可以得到代數基本定理的簡單證明。當∞點是整函數的n階極點時,這個整函數是一個n次多項式 ,也就是它的泰勒展式(或羅朗展式)只有有限多項。當∞點是整函數的本性奇點時,這個整函數的泰勒展式一定有無限多項,這類整函數稱為超越整函數。由代數基本定理知道n次多項式一定有n個零點(也就是根),它總可以分解為n個一次因式的積,對於超越整函數,它可能有無限多個零點 ,比如sin(πz)就以全體整數為其零點集,也有的超越整函數沒有零點,如ez就處處不為零,一般來説,沒有零點的超越整函數總可以表成eg(z)的形式,此處g(z)也是一個整函數,而有無限多個零點的超越整函數f(z)也有一個因子分解式 ;形如
其中g(z)是整函數,0是m階零點,zk是非零零點集,
是
的多項式,這是魏爾斯托拉斯因子分解定理。超越整函數還有一個重要性質:若f(z)是超越整函數,則對任意複數A(包括A=∞),存在點列{zK},使zk→∞(k→∞)而有f(zk)→A。
這一結果有一個更精確的發展:對超越整函數f(z),最多除去一個值(稱為例外值)外,對所有其他的複數v值(v≠∞),f(z)-v都有無窮多個零點(畢卡定理)。
整函數整函數的分類
若f(z)為一整函數,則
(1)z=∞為f(z)的可去奇點的充要條件為:f(z)=常數C。
(2)z=∞為f(z)的m階極點的充要條件為:f(z)是一個m次多項式c0+c1z+…+cmzm(cm≠0)。