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輻角的變化


VariationofArgument

[arg(f(z))] 表示函式 f(z) 沿輪廓 gamma 的復輻角的變化。 此外,令 N 表示 f(z)gamma 內的的數量,P 表示 f(z) 位於 gamma 內的所有極點的階數之和。 則

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

例如,上面的圖表顯示了對於以 z=0 為中心的小圓形輪廓 gamma,形式為 f(z)=(z-1)/z^n 的函式的輻角(該函式在 gamma 中有一個階數為 n 的單極點,且沒有根),對於 n=1、2 和 3。

請注意,復輻角必須連續變化,因此當輪廓穿過分支切割線時發生的任何“跳躍”都必須考慮在內。

要在給定區域 R 中找到 [arg(f(z))],將 R 分解為路徑,並找到每條路徑的 [arg(f(z))]。 在圓弧上

 z=Re^(itheta),
(2)

f(z) 為次數為 n多項式 P(z)。 則

[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,當 R->infty 時,

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

並且

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

對於實數線段 z=x

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

對於虛數線段 z=iy

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

參見

復輻角, 輪廓

使用 探索

參考文獻

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

在 上被引用

輻角的變化

引用為

Weisstein, Eric W. "輻角的變化。" 來自 Web 資源。 https://mathworld.tw/VariationofArgument.html

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