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sinz分之一的孤立奇点是什么

2025-09-17 08:21:49

问题描述:

sinz分之一的孤立奇点是什么,跪求好心人,别让我孤军奋战!

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2025-09-17 08:21:49

sinz分之一的孤立奇点是什么】在复变函数中,研究函数的奇点是分析其性质的重要方法。对于函数 $ f(z) = \frac{1}{\sin z} $,我们需要确定它的孤立奇点类型,并理解其在复平面上的行为。

一、总结

函数 $ f(z) = \frac{1}{\sin z} $ 是一个典型的复变函数,其定义域为所有不使分母为零的复数 $ z $。由于 $ \sin z $ 在 $ z = n\pi $($ n \in \mathbb{Z} $)处为零,因此这些点都是该函数的奇点。

我们通过分析这些点附近的函数行为,可以判断它们的奇点类型,如可去奇点、极点或本性奇点等。

二、孤立奇点分类表

奇点位置 函数值 奇点类型 分析说明
$ z = n\pi $($ n \in \mathbb{Z} $) $ \frac{1}{\sin z} $ 无定义 极点 因为 $ \sin z $ 在这些点附近的行为类似于 $ z - n\pi $,所以 $ f(z) $ 在这些点附近趋于无穷大,属于极点
其他点 $ \frac{1}{\sin z} $ 有定义 非奇点 在非整数倍 π 的点上,函数是解析的

三、详细分析

1. 奇点的位置:

$ \sin z = 0 $ 的解为 $ z = n\pi $,其中 $ n $ 是整数。因此,函数 $ f(z) = \frac{1}{\sin z} $ 在这些点上没有定义,即存在奇点。

2. 奇点类型判断:

考察 $ z = n\pi $ 附近的行为。我们可以将 $ \sin z $ 展开为泰勒级数:

$$

\sin z = \sin(n\pi + (z - n\pi)) = (-1)^n \sin(z - n\pi)

$$

所以,

$$

\frac{1}{\sin z} = \frac{(-1)^n}{\sin(z - n\pi)} = \frac{(-1)^n}{(z - n\pi) + O((z - n\pi)^3)}

$$

这表明,在 $ z = n\pi $ 处,函数具有一个一阶极点。

3. 结论:

所有 $ z = n\pi $($ n \in \mathbb{Z} $)均为 $ f(z) = \frac{1}{\sin z} $ 的极点,且每个极点都是一阶的。

四、总结

- 函数 $ \frac{1}{\sin z} $ 的奇点出现在 $ z = n\pi $,其中 $ n $ 为整数。

- 每个奇点均为极点,且为一阶极点。

- 在这些点之外,函数是解析的,没有奇点。

这是复变函数中一个经典例子,有助于理解孤立奇点的分类与判断方法。

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