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​多值函数的枝点

 cosmos2062 2024-04-16 发布于广东

多值函数的枝点分为两种类型,自变量绕其转有限圈能使函数值恢复原值的枝点被称为代数枝点,否则被称为超越枝点。

在前面的课程中,我们以二次根式函数为例,讨论了多值函数的单值分枝以及描写多值函数的几何方法,这些讨论同样可以用到多次根式函数上。对于 次根式函数
也是函数的枝点,可以仿照二次根式函数,用一条割线把这两个枝点连接起来,并规定在割线的上岸或下岸处宗量的辐角值,或者规定在某一点处宗量的辐角值,把讨论限制在一个单值分枝内。有关这样的讨论,就交给大家去完成吧。
对不同次的根式函数,划分单值分枝的基本思路是一样的,区别只在于,要使函数值恢复原值,自变量绕枝点转圈的数目不同,因此,构成整个 平面的单值分枝的数目不同。比如说,对三次根式函数,当自变量绕枝点转过三圈回到原处时,函数值会恢复原值,因此,三次根式函数由三个单值分枝构成。类似地,对 次根式函数,要使函数值恢复原值,自变量要绕枝点转 圈,因此, 次根式函数有 个单值分枝。
次根式函数,同样可以引入黎曼面的概念。在 平面上作相同的割线,将这些平面一个接一个地连接起来,前一个 平面的割线的下岸与下一个 平面的割线的上岸相连接,最后一个 平面的割线的下岸则与第一个 平面的割线的上岸相连接,构成一个 叶黎曼面,这是一个螺旋式的循环面。 叶黎曼面上的点与 平面上的点一一对应, 次根式函数是 叶黎曼面上的单值函数。
刚才已经看到,当自变量绕根式函数的枝点若干圈后,函数值就会恢复原值。类似地,一般的多值函数也会有这个特点。在一般情况下,如果自变量绕多值函数的某个枝点 圈就能使函数值恢复原值,就把这个枝点称为 阶枝点。比如说,我们一直在讨论的二次根式函数,它的枝点就是一阶枝点。
不难明白,根式函数的枝点都是有限阶的,把具有这个性质的枝点称为代数枝点。
既然存在有限阶的枝点,那么,一个自然的猜测就是,应该存在无限阶的枝点。确实如此,对数函数的枝点就是一个例子。
我们已经知道,对数函数  有 0 和  两个枝点,并且,当自变量绕这两个枝点的任意一个转圈时,每转一圈就得到一个新的单值分枝,无论自变量绕枝点转多少圈,对数函数的值都不会恢复原值,即对数函数有无穷多个单值分枝。把具有这种性质的枝点称为超越枝点。对于具有超越枝点的函数而言,同样可以构建它的黎曼面,不过,这个黎曼面与根式函数的黎曼面不同,它不是由有限多个复平面构成的循环螺旋面,而是一个由无穷多个复平面连接而成的非循环螺旋面。
从以上的讨论可知,无论是具有代数枝点还是超越枝点的多值函数,都可以构建一个黎曼面。对黎曼面上的每一个点,都有唯一的一个函数值与之对应,多值函数是它自身的黎曼面上的单值函数。

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