【sinz的绝对值是无界的吗】在复变函数中,函数 $ \sin z $ 的性质与实数域中的 $ \sin x $ 有显著不同。许多人在学习复分析时会疑惑:“sinz的绝对值是无界的吗?” 这是一个值得深入探讨的问题。
一、问题总结
在实数范围内,$ \sin x $ 是一个有界函数,其取值范围始终在 $[-1, 1]$ 之间。然而,在复数域中,$ \sin z $ 的行为发生了根本变化。根据复分析的基本理论,$ \sin z $ 在复平面上是无界的,即它的绝对值可以无限增大。
二、关键点对比(表格)
项目 | 实数域($ \sin x $) | 复数域($ \sin z $) | ||
定义域 | 实数 $ x \in \mathbb{R} $ | 复数 $ z = x + iy \in \mathbb{C} $ | ||
值域 | 有界,范围为 $[-1, 1]$ | 无界,绝对值可无限大 | ||
是否周期性 | 是,周期为 $2\pi$ | 是,周期为 $2\pi$ | ||
是否解析 | 是 | 是 | ||
是否有界 | 是 | 否 | ||
典型例子 | $ \sin(\pi/2) = 1 $ | 当 $ z = iy $(纯虚数)时,$ \sin(iy) = i \sinh(y) $,其绝对值为 $ | \sinh(y) | $,随 $ y \to \infty $ 趋于无穷 |
三、详细解释
在复数域中,正弦函数定义为:
$$
\sin z = \frac{e^{iz} - e^{-iz}}{2i}
$$
当 $ z = iy $(即纯虚数),代入上式得:
$$
\sin(iy) = \frac{e^{-y} - e^{y}}{2i} = i \cdot \frac{e^{y} - e^{-y}}{2} = i \sinh(y)
$$
因此,
$$
$$
随着 $ y \to \infty $,$ \sinh(y) $ 指数增长,说明 $
四、结论
综上所述,虽然在实数域中 $ \sin x $ 是有界的,但在复数域中,$ \sin z $ 是一个无界函数。这体现了复变函数与实变函数之间的本质差异。
关键词:复变函数、正弦函数、无界、复数、解析函数
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