理解:无穷阶可导与解析函数,泰勒展开与唯一性定理

这里有几个概念:

无穷阶可导函数

泰勒公式

解析函数

泰勒展开

思维的火花瞬间将这几个概念联系起来了,于是窥见了精彩的一幕。

很久以前,就对导数的意义感兴趣

一阶导数是切线,是增减性,是速度

二阶导数是凹凸性,是曲率,是加速度

三阶导数是挠度,是加加速度

之后就很难定义其几何或物理意义了。

可是,泰勒公式是与无穷阶导数想联系的

他告诉我们只要知道一点处足够高阶的导数,就可以将整个函数画出来。

那时,就幻想着这样的哲学问题。部分等于整体。那个想法驱使着我去寻找答案,可是一直求之不得,只得搁置。

但是,现在,我找到了这个联系,经过这么多年的学习后。

在不知第几次翻看复变函数,希望得到深刻理解,希望看到物理的或是几何的图景。

终于,看到了那一丝亮光,几年努力也算是有了结果。

下面就来说明这一想法

解析函数就是无穷阶可导函数

虽然一个是复数中的概念,一个是实数中的,但是由柯西积分公式,高阶导数公式,可以知道解析函数的导数依然是解析函数,也就意味着他是无穷阶可导的函数。

之后的定理则从理论上说明了部分等于整体的奇妙景象。

解析函数唯一性定理

只要一个解析函数在某点及其邻域内是已知的,那么,他就在整个复平面上是已知的,并且他的表示形式是唯一的。

所以将它运用到实数域中去,得到无穷阶可导函数,只要知道他在一点的任意阶导数,那么就可以确定他在整个实数轴上的图像。

于是,实数与复数之间的桥梁就建成了,一些在实数范围内成立的泰勒公式可以直接运用到复数域内,只要这个实变函数在复数域内解析。这也是为什么那些泰勒展开是如此的一致,似乎与数域没有关系。

并且,经由这个定理,还可以得到解析延拓的方法,在部分区域有定义的解析函数可以补充定义,得到复平面上的解析函数,并且表示形式唯一。

这就是解析函数最为奇妙的地方,复数不是实数的简单推广,他有些极为深刻的内容。

后记

我感到很高兴,可以在长时间努力之后解决自己提出的问题,这个问题一度是认为没有意义的,但是终于他是有意义的,而且有些很深的意义。大概这就是学习与探究的快乐。



更新

之前还是太年轻了,不过也充满探索精神。有时候知道多少都无所谓,缺的就是这一点好奇。

最近在看《数学分析原理》,谁曾想答案竟如此平凡。

解析函数定义为收敛圆内的幂级数,f:C-->R,属于所谓的复变实值函数。

幂级数在收敛圆内是绝对收敛的,于是可以逐项求导,幂级数可以看作是推广了的多项式,逐项求导之后还是收敛的,收敛于解析函数的导数,还是解析函数,于是逐项求导可以不断进行下去,也就有了任意阶导数。

与其说是无穷阶导数,不如说是任意阶导数更合适。

至于实数复数的问题,更像是函数与其限制的关系,在复数域上的解析函数才是完全体,实数域上的幂级数会出现许多奇怪的事情。

还有解析函数的唯一性定理,知道了一点的任意阶导数,其实就将该点邻域内的情况给确定了,至于为什么解析函数就是唯一的,还没去看证明,可能是待定系数法可数个条件,可数个系数,所以结果唯一?

泰勒公式更多的是一种逼近手段,用多项式逼近函数,泰勒公式的要求还蛮高的。由魏尔斯特拉斯逼近定理,只要是连续函数,就可以用多项式去任意逼近了。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 212,332评论 6 493
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 90,508评论 3 385
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 157,812评论 0 348
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 56,607评论 1 284
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 65,728评论 6 386
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 49,919评论 1 290
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,071评论 3 410
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 37,802评论 0 268
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,256评论 1 303
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,576评论 2 327
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,712评论 1 341
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,389评论 4 332
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,032评论 3 316
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,798评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,026评论 1 266
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,473评论 2 360
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,606评论 2 350

推荐阅读更多精彩内容

  • 学习高数的时间有点久了,很多概念都生疏了,所以花了一天时间重新翻了一遍高等数学,就写一篇文档总结一下微积分中的关键...
    硬件工程师技术号阅读 2,144评论 0 9
  • 考试形式和试卷结构一、试卷满分及考试时间 试卷满分为150分,考试时间为180分钟 二、答题方式 答题方式为闭卷、...
    幻无名阅读 749评论 0 3
  • 考试科目:高等数学、线性代数、概率论与数理统计 考试形式和试卷结构 一、试卷满分及考试时间 试卷满分为150分,考...
    Saudade_lh阅读 1,074评论 0 0
  • 2017年考研数学一大纲原文 考试科目:高等数学、线性代数、概率论与数理统计 考试形式和试卷结构 一、试卷满分及考...
    SheBang_阅读 620评论 0 7
  • 这几日偶有小雨,早晨上班,看到路面清亮水洼上面处飘着或泛黄或泛红的枫叶,第一次感觉到,这大概就是秋叶静美的味道吧。...
    珍言阅读 349评论 0 1