Laurent级数与奇点分析
发布日期:2025-04-04 07:20:32 浏览次数:9 分类:精选文章

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Laurent级数展开与奇点分析

函数 ( f(z) = \frac{1}{z^2 - 1} ) 的Laurent级数展开及其在 ( z = 1 ) 处的奇点分析如下:

  • 部分分式分解:[f(z) = \frac{1}{(z - 1)(z + 1)} = \frac{1}{2(z - 1)} - \frac{1}{2(z + 1)}]

  • Laurent级数展开

    • 在 ( |z| > 1 ) 的区域,( \frac{1}{z - 1} ) 和 ( \frac{1}{z + 1} ) 分别展开为:[\frac{1}{z - 1} = \sum_{n=0}^{\infty} \left( \frac{1}{z} \right)^n \quad (\text{收敛半径 } 1)][\frac{1}{z + 1} = \sum_{n=0}^{\infty} (-1)^n \left( \frac{1}{z} \right)^n \quad (\text{收敛半径 } 1)]
    • 因此:[f(z) = \frac{1}{2} \sum_{n=0}^{\infty} \left( \frac{1}{z} \right)^n - \frac{1}{2} \sum_{n=0}^{\infty} (-1)^n \left( \frac{1}{z} \right)^n][= \sum_{n=1}^{\infty} \frac{1}{n z^{n}} \quad (\text{收敛半径 } 1)]
  • 奇点分析

    • ( z = 1 ) 是 ( f(z) ) 的极点。
    • 该极点是单极点。
    • 计算Residue:[\text{Res}(f; z = 1) = \text{常数项系数} = \frac{1}{2}]
  • 结论

    • 函数 ( f(z) ) 在 ( z = 1 ) 处有单极点,且Residue为 ( \frac{1}{2} )。
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