1

المرجع الالكتروني للمعلوماتية

تاريخ الرياضيات

الاعداد و نظريتها

تاريخ التحليل

تار يخ الجبر

الهندسة و التبلوجي

الرياضيات في الحضارات المختلفة

العربية

اليونانية

البابلية

الصينية

المايا

المصرية

الهندية

الرياضيات المتقطعة

المنطق

اسس الرياضيات

فلسفة الرياضيات

مواضيع عامة في المنطق

الجبر

الجبر الخطي

الجبر المجرد

الجبر البولياني

مواضيع عامة في الجبر

الضبابية

نظرية المجموعات

نظرية الزمر

نظرية الحلقات والحقول

نظرية الاعداد

نظرية الفئات

حساب المتجهات

المتتاليات-المتسلسلات

المصفوفات و نظريتها

المثلثات

الهندسة

الهندسة المستوية

الهندسة غير المستوية

مواضيع عامة في الهندسة

التفاضل و التكامل

المعادلات التفاضلية و التكاملية

معادلات تفاضلية

معادلات تكاملية

مواضيع عامة في المعادلات

التحليل

التحليل العددي

التحليل العقدي

التحليل الدالي

مواضيع عامة في التحليل

التحليل الحقيقي

التبلوجيا

نظرية الالعاب

الاحتمالات و الاحصاء

نظرية التحكم

بحوث العمليات

نظرية الكم

الشفرات

الرياضيات التطبيقية

نظريات ومبرهنات

علماء الرياضيات

500AD

500-1499

1000to1499

1500to1599

1600to1649

1650to1699

1700to1749

1750to1779

1780to1799

1800to1819

1820to1829

1830to1839

1840to1849

1850to1859

1860to1864

1865to1869

1870to1874

1875to1879

1880to1884

1885to1889

1890to1894

1895to1899

1900to1904

1905to1909

1910to1914

1915to1919

1920to1924

1925to1929

1930to1939

1940to the present

علماء الرياضيات

الرياضيات في العلوم الاخرى

بحوث و اطاريح جامعية

هل تعلم

طرائق التدريس

الرياضيات العامة

نظرية البيان

الرياضيات : التحليل : التحليل العقدي :

Branch Cut

المؤلف:  Abramowitz, M. and Stegun, I. A.

المصدر:  andbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables, 9th printing. New York: Dover

الجزء والصفحة:  ...

27-11-2018

1461

Branch Cut

A branch cut is a curve (with ends possibly open, closed, or half-open) in the complex plane across which an analytic multivalued function is discontinuous. For convenience, branch cuts are often taken as lines or line segments. Branch cuts (even those consisting of curves) are also known as cut lines (Arfken 1985, p. 397), slits (Kahan 1987), or branch lines.

For example, consider the function z^2 which maps each complex number z to a well-defined number z^2. Its inverse function sqrt(z), on the other hand, maps, for example, the value z=1 to sqrt(1)=+/-1. While a unique principal value can be chosen for such functions (in this case, the principal square root is the positive one), the choices cannot be made continuous over the whole complex plane. Instead, lines of discontinuity must occur. The most common approach for dealing with these discontinuities is the adoption of so-called branch cuts. In general, branch cuts are not unique, but are instead chosen by convention to give simple analytic properties (Kahan 1987). Some functions have a relatively simple branch cut structure, while branch cuts for other functions are extremely complicated.

An alternative to branch cuts for representing multivalued functions is the use of Riemann surfaces.

In addition to branch cuts, singularities known as branch points also exist. It should be noted, however, that the endpoints of branch cuts are not necessarily branch points.

Branch cuts do not arise for the single-valued trigonometric, hyperbolic, integer power, and exponential functions. However, their multivalued inverses do require branch cuts. The plots and table below summarize the branch cut structure of inverse trigonometric, inverse hyperbolic, noninteger power, and logarithmic functions adopted in the Wolfram Language.

BranchCuts1BranchCuts2

function name function branch cut(s)
inverse cosecant csc^(-1)z (-1,1)
inverse cosine cos^(-1)z (-infty,-1) and (1,infty)
inverse cotangent cot^(-1)z (-i,i)
inverse hyperbolic cosecant csch^(-1) (-i,i)
inverse hyperbolic cosine cosh^(-1) (-infty,1)
inverse hyperbolic cotangent coth^(-1) [-1,1]
inverse hyperbolic secant sech^(-1) (-infty,0] and (1,infty)
inverse hyperbolic sine sinh^(-1) (-iinfty,-i) and (i,iinfty)
inverse hyperbolic tangent tanh^(-1) (-infty,-1] and [1,infty)
inverse secant sec^(-1)z (-1,1)
inverse sine sin^(-1)z (-infty,-1) and (1,infty)
inverse tangent tan^(-1)z (-iinfty,-i] and [i,iinfty)
natural logarithm lnz (-infty,0]
power z^n,n not in Z (-infty,0) for R[n]<=0(-infty,0] for R[n]>0
square root sqrt(z) (-infty,0)

 


REFERENCES:

Abramowitz, M. and Stegun, I. A. (Eds.). Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables, 9th printing. New York: Dover, pp. 79 and 86, 1972.

Ahlfors, L. V. Complex Analysis, 3rd ed. New York: McGraw-Hill, p. 75, 1979.

Arfken, G. Mathematical Methods for Physicists, 3rd ed. Orlando, FL: Academic Press, 1985.

Bradford, R.; Corless, R. M.; Davenport, J. H.; Jeffrey, D. J.; and Watt, S. M. "Reasoning About the Elementary Functions of Complex Analysis." Ann. Math. Artificial Intell. 36, 303-318, 2002.

Bronshtein, I. N. and Semendyayev, K. A. Handbook of Mathematics, 3rd ed. New York: Springer-Verlag, 1997.

Dingle, A. and Fateman, R. J. "Branch Cuts in Computer Algebra." In Symbolic and Algebraic Computation (Ed. J. von zur Gathen and M. Giesbracht). New York: ACM Press, pp. 250-257, 1994.

Duffy, D. G. Transform Methods for Solving Partial Differential Equations, 2nd ed. Boca Raton, FL: CRC Press, 2004.

Felsen, L. B. and Marcuvitz, I. N. Radiation and Scattering of Waves. New York: IEEE Press, 1994.

Kahan, W. "Branch Cuts for Complex Elementary Functions, or Much Ado About Nothing's Sign Bit." In The State of the Art in Numerical Analysis: Proceedings of the Joint IMA/SIAM Conference on the State of the Art in Numerical Analysis Held at the UN (Ed. A. Iserles and M. J. D. Powell). New York: Clarendon Press, pp. 165-211, 1987.

Korn, G. A. and Korn, T. M. Mathematical Handbook for Scientists and Engineers. New York: McGraw-Hill, 1968.

Mahan, G. D. Applied Mathematics. New York: Kluwer, 2002.

Morse, P. M. and Feshbach, H. Methods of Theoretical Physics, Part I. New York: McGraw-Hill, pp. 399-401, 1953.

Remmert, R. Funktionentheorie 1. Berlin: Springer-Verlag, 1992.

Remmert, R. Funktionentheorie 2. Berlin: Springer-Verlag, 1992.

Trott, M. The Mathematica GuideBook for Programming. New York: Springer-Verlag, pp. 188-191, 2004. http://www.mathematicaguidebooks.org/.

EN

تصفح الموقع بالشكل العمودي