FKM Kompass
L3

Laurent' read ja eripunktid

Laurent' rida üldistab Taylori rida, lubades (z − z₀) negatiivseid astmeid, mis on täpselt see, mida on vaja funktsiooni esitamiseks punkti ümber, kus see ei ole holomorfne; nende negatiivsete astmete liikmete muster liigitab eripunkti kõrvaldatavaks (ühtki liiget), lõpliku järjekorra pooluseks (lõplikult palju liikmeid) või olemuslikuks (lõpmatult palju liikmeid) — ja ainult olemuslik juhtum lööb läbi kõik algebralised nipid seal piirväärtuse arvutamiseks.

Practise this concept

Taylori rida sisaldab ainult (z − z₀) nullist suuremaid või sellega võrdseid astmeid, mis sunnib teda esindama funktsiooni, mis on z₀-s juba holomorfne. Laurent' rida loobub sellest piirangust ja lubab ka negatiivseid astmeid, mis on täpselt see, mis lubab tal esindada funktsiooni rõngal punkti ümber, kus funktsioon ei ole holomorfne — negatiivsete astmete osa ("peaosa") on just see, mis tabab seal halba käitumist.

Selle peaosa liikmete arv on kogu liigitusskeem. Null negatiivse astmega liiget tähendab, et eripunkt on kõrvaldatav: funktsioonil on z₀-s tegelikult piirväärtus, ja f(z₀) defineerimine selle piirväärtusega võrdseks muudab funktsiooni seal ikkagi holomorfseks — sin(z)/z punktis z = 0 on standardnäide, kuna selle Laurent' rida on lihtsalt 1 − z²/6 + z⁴/120 − ⋯, ühtki negatiivset astet üldse. Lõplikult palju negatiivse astmega liikmeid tähendab poolust, kus pooluse järjekord on kõige negatiivsem esinev aste. Lõpmatult palju negatiivse astmega liikmeid tähendab olemuslikku eripunkti, kus ükski ümberdefineerimine või algebraline nipp halba käitumist ei kõrvalda — olemusliku eripunkti lähedal võtab funktsioon kõiki kompleksarvu väärtusi (kõige rohkem ühe erandiga) lõpmatult sageli, ükskõik kui väikeses ümbruses vaadata.

Üks nüanss, mida on väärt selgesõnaliselt öelda: milline Laurent' rida antud f-i jaoks saadakse, sõltub sellest, millisel rõngal z₀ ümber seda arendatakse, mitte üksnes f-ist ja z₀-st. Kahe eripunktiga funktsioonil võib olla erinev kehtiv Laurent' arendus rõngal nende vahel kui rõngal väljaspool välimist — nii et "funktsiooni" Laurent' rida on tegelikult lühend "Laurent' rida sellel konkreetsel rõngal."

Key ideas

Requires: Kompleksmuutuja funktsioonid, Lõpmatud read

Common misconceptions

  • Arvab, et iga punkt, kus f(z) valemit ei saa otse arvutada, on automaatselt olemuslik eripunkt, kontrollimata, kas Laurent' rea negatiivsete astmete osa on tegelikult lõplik (poolus) või puudub üldse (kõrvaldatav eripunkt).
  • Arvab, et kõrvaldatav eripunkt tähendab, et funktsioon on seal tegelikult määramatu ja parandamatu, selle asemel et mõista, et piirväärtus on olemas ja f ümberdefineerimine selles ühes punktis kõrvaldab eripunkti täielikult.
  • Arvab, et Laurent' rea arendus on antud funktsiooni jaoks üheselt määratud, sõltumata sellest, millisel rõngal see arendatakse, jättes tähelepanuta, et samal funktsioonil võib olla erinevaid Laurent' ridu, mis kehtivad erinevatel rõngastel sama punkti ümber.

Resources

Kuulub nende TÜ ainete hulka

See mõiste on kaardistatud järgmis(t)e Tartu Ülikooli õppekava aine(te) osaliseks kattmiseks.