柯西-阿达马公式
数学公式
柯西-阿达马公式(Cauchy-Hadamard Formula)为复分析(Complex analysis)中求单复变形式幂级数收敛半径的公式,以法国数学家奥古斯丁·路易·柯西和雅克·阿达马的名字命名。
公式陈述
对于单一复数变量“z”的形式幂级数
上式中
则该级数收敛半径R 由下式给出:
其中limsup定义为
其中sup为集合的最小上界。
形式幂级数
形式幂级数和多项式的形式定义有类似之处。对于熟悉幂级数的读者,也可以将其看作是不讨论幂级数敛散性,也就是将其中的不定元仅仅看作是一个代数对象,而不是任何具体数值的时候写出的幂级数。举例来说,以下的级数式子:
如果我们把它当成幂级数来研究的话,重点会放在它的收敛半径等于1、其对应的幂级数函数是否满足某些性质等等。但作为形式幂级数来研究时,我们关注的是它本身的结构。我们甚至可以把它简写为: 这样,只关注它的系数。我们完全可以考虑各种系数的形式幂级数。比如说系数为阶乘的形式幂级数: ,即使说它对应的幂级数:
在 取任何的非零实数值时都不收敛,我们仍然可以将其作为形式幂级数进行运算。
和多项式环中的元素一样,形式幂级数之间也可以做加减和乘法的运算,具体的计算方式和多项式环一样。比如说设:
那么 与 的和就是:
其中 里面 的系数就是 与 中 的系数的和; 里面 的系数就是 与 中 的阶数相加等于5的项的系数乘积的和:
对每个确定的阶数 ,这个计算是有限项(至多 项)的相加,所以在计算形式幂级数的加减法和乘法的时候,不需要像在对幂级数进行计算时一样,考虑诸如是否绝对收敛、条件收敛或是一致收敛的问题。另外,如多项式的形式运算一样,形式幂级数也满足加法的交换律、加法的结合律、乘法的交换律、乘法的结合律以及乘法对加法的分配律。
形式幂级数不仅能够定义乘法,也能定义乘法逆的运算。一个形式幂级数 的逆是指另一个形式幂级数 ,使得 . 如果这样的形式幂级数 存在,就是唯一的,将其记为 。同时我们也可以定义形式幂级数的除法:当 的逆存在时, 比如说,可以很容易验证:
形式幂级数上的一个重要映射是系数的提取操作:将一个形式幂级数映射到它的 的系数。这个操作常常记作 ,比如说对形式幂级数 ,就有:
对以上定义的形式幂级数 ,也有:。又比如:,。提取映射和多项式环中的对应映射一样,都可以看做是到一个子空间的投影映射。
参考资料
最新修订时间:2022-08-26 11:54
目录
概述
公式陈述
形式幂级数
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