第一章 / 1.2
复数序列的极限、无穷远点
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10 复数收敛,就是实部虚部同时收敛
定义 是 。它说的是到目标点的距离越来越小,与从哪个方向来无关。用严格语言:任给 ,存在 ,使 时每个 都落在 内。
若 、,则
为什么成立?一方面每个坐标差不超过总距离;另一方面总距离不超过两坐标差绝对值之和。这恰好用到上一节的不等式。
两个对照例子 。而 在四个点之间循环,不收敛。即使 始终不变,也不能推出复数本身收敛。
若 ,则 ,理由是 ,不必追踪每次旋转的角度。若 且 , 不收敛,因为相邻项距离 不趋零。
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11 无穷远点:模趋于无穷,方向可以乱转
复平面的 只有一个。定义
因此 、、、 都趋向同一个无穷远点;仅仅“无界”还不够,例如奇数项为 、偶数项为0的序列无界,却不趋于 。
最实用的换元是
(最终各项非零)。无穷远点的邻域写成 ,在球面上对应围绕北极的一小块。
图 1-3 倒数把无穷远附近变成原点附近模越大的z,倒数越靠近0;角度会反号。
黎曼球面要理解到哪一步 从球面北极向平面作投影,每个有限复数对应一个非北极点;模越大,球面上的点越靠近北极。把北极补上,就补上了 。第一轮无需计算投影坐标;要会把“研究无穷远”换成“研究 在零附近”。第四章判断无穷远点的奇性会真正用到它。
运算边界 是延拓记号,、、 不由这些规则决定。遇到这种形式要回到具体极限。