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复变函数绘图

输入 f(z),把单位圆、线段或网格“揉”进复平面。 左图是原像,右图是像;剖面图给出实部或模沿参数的轨迹。

f(z)

参数曲线
1.00
720
原像 z
  • 原像曲线
  • 非解析区(CR 残差)
像 f(z)
  • f(z) 的像

剖面

  • Re f(z) 沿参数 t

读数

曲线长度(原像)
曲线长度(像)
断点

极点处曲线会断开(break),避免连线飞向无穷远。 网格模式可观察共形性:正交网格的像仍保持直角。 开启「解析性热图」后,红=Cauchy–Riemann 残差大(非解析),透明=残差近零(解析)。

这里画的是什么

复变函数 f(z) 把复平面上的每一点都搬到另一个位置。 这个工具让你先选定一条“原像”(单位圆、线段或网格),再看它经过 f 之后被弯成什么形状。

  1. 单位圆。z = re^{iθ},θ 从 0 到 2π,看 f 把圆拧成什么闭合曲线。
  2. 线段。看 f 在一条直线段上的实部/模剖面,把二维问题压成一维曲线。
  3. 网格。同时看正交网格的像,验证“解析函数保角”。

预设里藏着什么

  • :单位圆 → 绕两倍的闭合曲线;幅角翻倍,模平方。
  • 1/z:单位圆 → 单位圆,但方向反转;反演把圆内圆外互换。
  • e^z:线段 → 指数增长/螺旋;单位圆 → 不闭合的圆弧。
  • sin z:实轴线段 → 正弦波,复平面 → 双曲/三角混合。
  • z + 1/z:Joukowski 翼型变换,圆被拉成类似机翼的剖面。

为什么 1/z 的像断开

当原像穿过 z=0 时,1/z 趋于无穷;程序在 |f| 超过阈值处断开连线,并在剖面里留下缺口。