Biegun (analiza zespolona)

Bieguny funkcji Gamma

Biegun funkcji meromorficznej f ( z ) {\displaystyle f(z)} – taki punkt osobliwy tej funkcji z = a , {\displaystyle z=a,} w którego otoczeniu f ( z ) {\displaystyle f(z)} nie jest ograniczona, a ponadto:

lim z a f ( z ) = . {\displaystyle \lim \limits _{z\to a}f(z)=\infty .}

Dodatkowo, biegun ten jest rzędu k {\displaystyle k} jeśli część osobliwa rozwinięcia w szereg Laurenta wokół punktu a {\displaystyle a} składa się z k {\displaystyle k} wyrazów (jeśli jest nieskończona to punkt a {\displaystyle a} jest punktem istotnie osobliwym).

Podstawowe własności

Jeśli punkt a {\displaystyle a} jest biegunem m {\displaystyle m} -krotnym funkcji f ( z ) {\displaystyle f(z)} to funkcja

g ( z ) = 1 f ( z ) {\displaystyle g(z)={\frac {1}{f(z)}}}

jest również meromorficzna i w punkcie a {\displaystyle a} posiada zero m {\displaystyle m} -krotne. Również odwrotnie: jeśli punkt a {\displaystyle a} jest zerem m {\displaystyle m} -krotnym funkcji f ( z ) {\displaystyle f(z)} to funkcja g ( z ) {\displaystyle g(z)} w punkcie a {\displaystyle a} posiada biegun m {\displaystyle m} -krotny.

Przykłady

  • Funkcja
f ( z ) = 1 2 z + 1 ( z 1 ) 2 {\displaystyle f(z)={\frac {1}{2-z}}+{\frac {1}{(z-1)^{2}}}}
w punkcie z = 1 {\displaystyle z=1} ma biegun rzędu 2, natomiast w punkcie z = 2 {\displaystyle z=2} ma biegun jednokrotny.
  • Funkcja
f ( z ) = tg ( z ) {\displaystyle f(z)=\operatorname {tg} (z)}
w punktach z = π ( k 1 2 ) {\displaystyle z=\pi (k-{\tfrac {1}{2}})} ma bieguny rzędu 1.