請問泰勒級數與洛朗級數的不同?

已經知道洛朗級數是泰勒級數的延拓版。但是學習數物時候還是不甚明確其本意,希望大家能點下洛朗級數以及泰勒級數(複分析)


冪級數都是在其收斂半徑內使用。

在泰勒級數的收斂半徑內,泰勒級數就是其洛朗級數。作為冪級數,泰勒級數固然簡單,卻也限制太多,有時候有些區域(如上圖)展開成泰勒級數收斂半徑較小。 這時候展開為洛朗級數往往是方便的。

舉個例子,欲將f(z) = frac{1}{1-z},表示為z的冪級數。z=1處的奇點嚴重製約了泰勒級數的收斂半徑:f(z) = 1+z+z^2 + cdots, (|z| < 1) ,收斂半徑僅為1。若展開為洛朗級數,f(z) = left{egin{array}{lr}
{displaystyle sum_{n=1}^infty z^n},  quad |z| < 1; \
{displaystyle -sum_{n=2}^infty frac{1}{z^n}}, quad 1 < |z|.
end{array}
ight.

定義域一下子大了好多。。。

當然在若考慮在z=1處展開,泰勒級數直接掛掉,收斂半徑為0。而洛朗技術毫無壓力!

在物理意義上,一個函數的性質,除了解析部分外,是由其奇點的性質所決定的(比如考慮其留數)。泰勒級數無法研究奇點,更無法對奇點進行分類。在複數域mathbb C上解析的函數稱為全純函數;一個函數在複數域mathbb C上若僅有極點(pole)而沒有其他奇點時,稱為亞純函數。顯然亞純函數比全純函數的範圍更大。洛朗級數可方便的用於研究亞純函數,泰勒級數就不太好使。

學數學的同學能講的可能更多。


簡單地說在圓域中展開成泰勒級數,在環域中展開成洛朗級數。歡迎指正。也不知道題主在疑惑啥。。。


洛朗級數是泰勒級數的延拓版,或者更反過來說,泰勒級數是洛朗級數的特殊情況。

當洛朗級數所收斂的環域中沒有奇點時,環域的內邊界就發生了塌縮,「環」就變成了圓。

此時按照洛朗級數的定義,計算其負項次冪的係數時,計算frac{1}{2pi i} oint_{}^{} frac{f(xi )}{(xi -z)^{n+1} } dxi 這個積分

而被積函數在這個圓域中是解析的,閉合曲線積分為0,所有負項次冪的係數均為0

所以當洛朗級數所收斂的環域中沒有奇點時,洛朗級數也就隨著內邊界的塌縮,也「塌縮」成了泰勒級數


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