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数学知识体系

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⌕2026/8/31
概念

幂级数

全纯函数局部等于幂级数,收敛半径由奇点位置决定,解析延拓与恒等定理说明全纯函数「牵一发而动全身」。

所属主题:复分析 ↗
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01定义

全纯函数局部必等于其泰勒级数(解析性):收敛半径由最近奇点决定。解析延拓与恒等定理说明全纯函数「牵一发而动全身」——一小块上的取值决定整个连通域上的函数。
a(展开中心) 奇点 R 绕开奇点继续展开 解析延拓:沿路径逐段重展开,越过收敛圆盘
收敛圆盘与解析延拓:奇点定半径,绕道可续

02核心要点

01

收敛半径

R=1/lim sup⁡∣an∣nR=1/\limsup\sqrt[n]{|a_n|},且 RR = 展开中心到最近奇点的距离;圆盘内级数绝对且内闭一致收敛,可逐项求导。

02

恒等定理

两全纯函数在任一聚点集上相等则全域相等;零点孤立——全纯函数被「任意小的一块」唯一决定。

03

解析延拓

沿路径逐段重展开可越过原收敛域;延拓可能多值(log⁡z\log z),催生黎曼面;ζ 函数经延拓才获得全域定义。

03关键公式

f(z)=∑n=0∞f(n)(a)n!(z−a)n(∣z−a∣<R)f(z)=\sum_{n=0}^\infty\frac{f^{(n)}(a)}{n!}(z-a)^n\quad(|z-a|<R)

04历史沿革

泰勒 1715 年引入级数展开;柯西 1821 年给出收敛半径理论;魏尔斯特拉斯 19 世纪中叶以幂级数为基础重建整个复分析。

05应用与延伸

ζ 函数解析延拓与素数定理证明、量子场论的微扰展开、渐近分析与鞍点法——级数语言贯穿理论与物理。

06交互演示

泰勒多项式逼近 eˣ增大阶数 n:麦克劳林多项式在 x=0 附近越贴越紧,收敛半径为无穷

07相关概念