수학 개념 지도
복소수(Complex number)

영점과 극(Zeros and poles)

함숫값이 0이 되는 점(영점⁠, zero⁠)과 무한대로 치솟는 점(극). 도메인 컬러링⁠(domain coloring)⁠에서 색이 한 바퀴 도는 중심이다.

f(z)=z−az−bf(z) = \frac{z - a}{z - b}
먼저 보면 좋은 개념도메인 컬러링

흰검은 점 aa(영점)와 흰검은 고리 bb(극)를 끌어 f(z)=z−az−bf(z) = \dfrac{z-a}{z-b}의 도메인 컬러링을 바꿔 보세요.

영점은 어두운 중심, 극은 밝은 중심입니다. 두 점 둘레로 색이 서로 반대 방향으로 돕니다.

영점 근처에서 f(z)≈c (z−a)f(z) \approx c\,(z - a)(c는 0이 아닌 상수)이니 z가 영점을 한 바퀴 돌면 f의 각도도 한 바퀴 돕니다. 극 근처에서는 f(z)≈c/(z−b)f(z) \approx c/(z-b)이라 각도가 거꾸로 돕니다. 두 점을 겹치면 서로 상쇄되어 그 점을 빼고는 f=1f = 1이 되고, 평면 전체가 한 가지 색으로 고르게 칠해집니다.

극은 z가 다가갈 때 ∣f(z)∣|f(z)|가 한없이 커지는 점입니다(극한⁠, limit⁠). 함수⁠(function)⁠를 복소평면⁠(complex plane)⁠으로 넓힐 수 있으면, 한 점에서 펼친 테일러 급수⁠(Taylor series)⁠가 어디까지 수렴⁠(convergence)⁠하는지는 그 점에서 가장 가까운 특이점(극 따위)까지의 거리가 정합니다. 실수⁠(real number)⁠ 함수라도 이 거리는 복소평면에서 잽니다(수렴반경⁠(radius of convergence)⁠).

zⁿ − 1의 영점들은 원 위에 고르게 놓인 1의 거듭제곱근⁠(roots of unity)⁠입니다. 영점을 찾는 반복법인 뉴턴 방법⁠(Newton's method)⁠을 복소평면에서 돌리면 각 영점으로 끌려가는 영역들의 경계가 어디를 확대해도 끝없이 복잡한 프랙털⁠(fractal)⁠이 됩니다. 망델브로 집합⁠(Mandelbrot set)⁠도 반복에서 나오는 프랙털입니다.

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미분에서 회전까지 · 3편 · 테일러 급수 한 점에서 전부를 한 점에서의 값과 기울기, 휘는 정도만으로 함수 전체를 다시 그릴 수 있을까? 미분에서 회전까지 · 4편 · 오일러 공식 원을 그리는 지수함수 지수함수에 허수를 넣으면 원이 된다. 가장 유명한 등식은 어디서 왔을까? 소수 소수를 세는 사람들 소수는 제멋대로 흩어져 있는 것 같다. 그런데 멀리서 세어 보면 로그가 보인다.

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