• 締切済み

ローラン展開について。

tan z = Σ[k=-1→∞] (c_k)(z - π/2)^k の式を両辺を (z - π/2) 倍すると (z - π/2) tan z = Σ[j=0→∞] (c_(j-1))(z - π/2)^j ←[2]です。 この式は、 (z - π/2) tan z の z = π/2 を中心とするテイラー展開になっていますね? といわれたのですが、なぜ[2]の式がテイラー展開なのかわかりません。 どうか教えて下さい。 また、なぜ画像の式の第1項目は分母が(θ-π/2)なのに画像の式は発散ではないのでしょうか?

みんなの回答

  • abiwirang
  • ベストアンサー率39% (52/133)
回答No.5

まず、[2]式はテイラー展開の形式をしているわけではありません。テイラー展開は、ある点の周りでの関数のべき級数展開であるのに対して、[2]式は、(z - π/2)を中心とするべき級数展開です。 しかし、[2]式は、テイラー展開のような形式をしているため、テイラー展開に似た性質を持っています。具体的には、[2]式における各項は、(z - π/2)のべきの形で表されており、jが大きくなるにつれて、(z - π/2)^jの係数は0に近づいていきます。これは、テイラー展開においても同様です。 また、[2]式の第1項目が発散しない理由は、(z - π/2) tan z の分母が(z - π/2)であるため、z = π/2の周りで極を持ちます。そのため、分子と分母の両方を(z - π/2)で割ることで、発散が解消され、有限の値に収束することができます。

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  • dedypraja
  • ベストアンサー率40% (88/219)
回答No.4

ローラン展開は、ある関数を留数の周りでローラン級数に展開する方法です。ここで、(z - π/2) tan z をテイラー展開すると、z = π/2 で発散してしまいます。しかし、ローラン展開では、展開する中心を留数とすることで、発散する点を避け、関数を正確に展開することができます。 具体的には、ローラン展開では、展開する中心を留数とすることで、展開点から留数までの距離が最小になり、収束性を保証します。今回の場合、(z - π/2) tan z の留数は z = π/2 にあり、この点を中心とすることで、収束するローラン級数展開が得られます。 なお、画像の式の第1項目の分母が (θ - π/2) である理由は、(z - π/2) tan z の留数が z = π/2 であるためです。留数がある点での展開では、展開点から留数までの距離が最小になるように中心を選ぶ必要があります。今回の場合、展開中心は π/2 であり、θ - π/2 は展開点 z から中心 π/2 までの距離を表しています。従って、第1項目の分母には (θ - π/2) が現れるのです。

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  • gamma1854
  • ベストアンサー率54% (289/532)
回答No.3

tan(z)の極は、z=(k+1/2)pi. (k:整数) であり、z=pi/2 のまわりでLaurent展開するとき、0<|z - pi/2|<pi の範囲です。i.e., 0<|z-pi/2|<1 でも、0<|z-pi/2|<0.001 でもOKです。”小さい”という意味でεと書いただけです。

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  • gamma1854
  • ベストアンサー率54% (289/532)
回答No.2

Laurent 展開はもちろん pin hole 領域、0<|z - pi/2|<ε での展開です。

vean
質問者

補足

ありがとうございます。 あの0<|z - pi/2|<ε のε は何を表しているのでしょうか?

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  • gamma1854
  • ベストアンサー率54% (289/532)
回答No.1

z-pi/2=u とおけば、 tan(z)=-1/u+u/2+u^3/45+(2/945)u^5+... であり、両辺にuをかけると、 u*tan(z)=-1+u^2/2+u^4/45+(2/945)u^6+... でもちろん、Taylor 展開です。

vean
質問者

補足

ありがとうございます。 出来ればなぜ画像の式の第1項目は分母が(θ-π/2)なのに画像の式は発散ではないのでしょうか? にも答えて頂けますでしょうか。

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このQ&Aのポイント
  • Amazonで購入したBluetoothキーボードTK-FBM112BKが、電源ボタンをONにしても緑のランプが数秒後に消えてしまい、端末との接続ができない状態です。同様の問題が続いており、製品不良の可能性があります。
  • カスタマーセンターに問い合わせができず困っています。エレコム株式会社の製品についての質問です。
  • 製品不良である可能性が高いBluetoothキーボードTK-FBM112BK。ユーザーは電源ボタンをONにしても数秒後に緑のランプが消え、端末との接続が不可能な状態になっています。カスタマーセンターに問い合わせができず困っているため、解決策を探しています。
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