本页的域着色
复函数把一个平面上的点送到另一个平面,它的图像要四维才放得下。域着色只留下所在的平面,给那里的每个点涂上代表的颜色。色相是这个值的辐角:默认色环里正实数是红色,辐角转一圈,颜色沿色环走一圈。明暗是它的模:接近0的值暗,模接近1的值是色环本色,大的值亮。嵌入屏就是这张对照表:平面压成一个圆盘,每个点涂它自己的颜色,圆心是0,边缘是∞。
零点是各种颜色汇成的暗点,极点是汇成的亮点。在重零点附近,函数近似,所以辐角约为。沿一个只圈住的小圆逆时针走一圈,颜色按色环的顺序走遍。在阶极点附近,函数近似,颜色倒着走遍。
红键让一点沿圈走一圈,数颜色转了几圈,正转减去反转。对有理函数
数相乘,辐角相加。沿圈走一圈,圈里的点让增加整整一圈,圈外的点让它回到原值。所以颜色转的圈数等于圈里的零点数减去极点数,都按重数算。这就是辐角原理;只要函数在圈上和圈里除了圈里的极点处处解析,圈上又没有零点和极点,它就成立。圈里一个零点、一个极点合在一起,颜色净转0圈。
值得注意
- 在0处是本性奇点,既不是零点也不是极点:在它附近,除了两端,每种颜色都出现无穷多次,辐角原理不适用。
- 对于、这类要选分支的函数,颜色可能会在割线处跳变,那是选法造成的;本页的函数单值,且在奇点以外连续,因此没有分支割线。颜色在零点、极点处汇聚,在本性奇点附近重复得越来越密。
- 打开等辐角线时,在有限、不为0且的地方,它和等模环交成直角:两族线是的实部和虚部的等值线。在临界点处这套方格退化。