学习复变函数时,我们一定曾被它折磨得死去活来,但是在实际应用中,这个家伙还算有点用处,今天就来介绍一下这个令人又爱又恨的家伙——留数。主要搬运一下华中科技大学复变函数MOOC的内容。
首先我们要了解复变函数的一个重要概念——孤立奇点:
我们最常见的孤立奇点当属极点了,极点在判别系统稳定,系统微分方程以及差分方程的求解都有重要的作用,所以研究这些特殊的孤立奇点也很有必要。
首先我们需要知道一个复变函数积分的重要性质:
留数是对复变函数f(z)洛朗级数展开后闭路积分唯一剩余的洛朗系数,它的定义如下:
根据那个闭路积分,引出留数定理:
对于极点这一类型的孤立奇点,留数有如下的计算法则:
对于一阶极点,有如下法则求取留数:
说了这么多关于留数的性质,留数以及留数定理有什么用呢?
留数定理的应用:
在求取z逆变换时,就可以使用留数法:
其实,留数定理化简了闭路积分的运算,我们如果能将实函数的定积分表示成闭路积分,那么就可以利用留数简化定积分的运算。