应用复分析
分支点(branch point)
某些复函数拒绝认定单一的值:当你绕某一点走一个小圈再回到起点,函数会带着改变归来。平方根翻号,对数跳变 2 pi i。那个位于回路中心、仅仅被绕一圈就把函数搅乱的点,称为分支点。它是函数多值的几何缘由。
具体地说,分支点是这样一个点:一个在其邻域内(但不在该点本身)有定义且解析的函数,沿一个包住它的小圆延拓一周后不回到起始值。对 w = z^{1/2},绕原点一圈把 w 乘以 e^{i pi} = -1,故 z = 0 是分支点;再绕一圈又恢复原值,故此分支点为二阶。对 w = log z,无论绕多少圈值都不回归,每圈增加 2 pi i——这是无穷阶的对数分支点。无穷远点也可能是分支点,用代换 z = 1/t 做同样的检验即可找到。
分支点无法靠机巧消除;它们是函数的内禀特征,是多值性由之生长的种子。要把这样的函数当作单值对象来处理,就必须画一条分支切割,即连接诸分支点、禁止路径穿越的屏障。识别分支点是任何涉及根式、对数或非整数幂的围道积分的第一步——它们决定切割的走向,以及你必须采用哪种锁孔形或哑铃形围道。
对 f(z) = sqrt(z^2 - 1) = sqrt((z - 1)(z + 1)),z = 1 与 z = -1 都是分支点。只绕其中之一会令 f 翻号;同时绕住二者则 f 不变,因为两次翻号相互抵消。正是这种抵消,使得仅在 -1 与 +1 之间画一条分支切割(一条有限线段)就足以让此函数单值。
分支点成对成组地相连;它们在被绕行时如何抵消,决定了切割的位置。
分支点不是极点,也不是可去奇点。在极点处函数趋于无穷但仍单值;在分支点处函数甚至可能保持有界,却在绕行一周后回不到原值。把二者混为一谈,会让整个围道计算翻车。
又称
另见