المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9761 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
دين الله ولاية المهدي
2024-11-02
الميثاق على الانبياء الايمان والنصرة
2024-11-02
ما ادعى نبي قط الربوبية
2024-11-02
وقت العشاء
2024-11-02
نوافل شهر رمضان
2024-11-02
مواقيت الصلاة
2024-11-02


Branch Cut  
  
920   01:19 مساءً   date: 27-11-2018
Author : Abramowitz, M. and Stegun, I. A.
Book or Source : andbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables, 9th printing. New York: Dover
Page and Part : ...


Read More
Date: 18-10-2018 337
Date: 27-11-2018 294
Date: 25-11-2018 637

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/.




الجبر أحد الفروع الرئيسية في الرياضيات، حيث إن التمكن من الرياضيات يعتمد على الفهم السليم للجبر. ويستخدم المهندسون والعلماء الجبر يومياً، وتعول المشاريع التجارية والصناعية على الجبر لحل الكثير من المعضلات التي تتعرض لها. ونظراً لأهمية الجبر في الحياة العصرية فإنه يدرّس في المدارس والجامعات في جميع أنحاء العالم. ويُعجب الكثير من الدارسين للجبر بقدرته وفائدته الكبيرتين، إذ باستخدام الجبر يمكن للمرء أن يحل كثيرًا من المسائل التي يتعذر حلها باستخدام الحساب فقط.وجاء اسمه من كتاب عالم الرياضيات والفلك والرحالة محمد بن موسى الخورازمي.


يعتبر علم المثلثات Trigonometry علماً عربياً ، فرياضيو العرب فضلوا علم المثلثات عن علم الفلك كأنهما علمين متداخلين ، ونظموه تنظيماً فيه لكثير من الدقة ، وقد كان اليونان يستعملون وتر CORDE ضعف القوسي قياس الزوايا ، فاستعاض رياضيو العرب عن الوتر بالجيب SINUS فأنت هذه الاستعاضة إلى تسهيل كثير من الاعمال الرياضية.

تعتبر المعادلات التفاضلية خير وسيلة لوصف معظم المـسائل الهندسـية والرياضـية والعلمية على حد سواء، إذ يتضح ذلك جليا في وصف عمليات انتقال الحرارة، جريان الموائـع، الحركة الموجية، الدوائر الإلكترونية فضلاً عن استخدامها في مسائل الهياكل الإنشائية والوصف الرياضي للتفاعلات الكيميائية.
ففي في الرياضيات, يطلق اسم المعادلات التفاضلية على المعادلات التي تحوي مشتقات و تفاضلات لبعض الدوال الرياضية و تظهر فيها بشكل متغيرات المعادلة . و يكون الهدف من حل هذه المعادلات هو إيجاد هذه الدوال الرياضية التي تحقق مشتقات هذه المعادلات.