cplx_laurent_coeffs — MATH complex op

• Data kinds: cpoints × cpoints → table

• Call: import fullseye as fs; fs.ledger.cplx_laurent_coeffs(z, fz, kmin=-1, kmax=4) (implementation को सीधे call करना हो तो import mathops; mathops.cplx_laurent_coeffs(z, fz, kmin=-1, kmax=4), registry से लेना हो तो opsmath.get("cplx_laurent_coeffs"))

उपयोग

uniformly sampled circle पर Laurent (और Taylor) coefficients — residues सहित।

> नीचे का विस्तृत विवरण मूल text में है — सारांश और headings का अनुवाद हो चुका है।

For f holomorphic on an annulus around c, f(z) = sum_k c_k (z - c)^k with c_k = 1/(2*pi*i) ∮ f(zeta)/(zeta - c)^(k+1) dzeta. On a circle of radius r sampled at n equally spaced angles this becomes a discrete Fourier sum, c_k = (1/(n r^k)) sum_j f_j exp(-i k theta_j) — the trapezoidal rule in the angle, where it converges geometrically rather than as O(n^-2) (Trefethen & Weideman 2014, "The exponentially convergent trapezoidal rule").

c_-1 is the residue at c (when c is the only singularity inside), c_k for k >= 0 are the Taylor coefficients f^(k)(c)/k!, and a non-zero c_-m for m > 1 reveals a pole of order m. Measured on the unit circle with f = 1/(z - 0.5), n = 64: c_-1 = 1 and c_-2 = 0.5 to 1e-16 (machine precision).

Returns a dict: k (int64 orders, kmin..kmax) · c (complex128 coefficients) · center · radius. The centre is the sample mean, which is exact for a uniformly sampled circle.

Orientation, and how it differs from the rest of the family: the sum runs over the sample *set*, not the sample *order*, so this op always returns the coefficients of the positively oriented circle — the standard definition — whatever order the points arrive in. Feed a clockwise circle and c_-1 still comes back + the residue, while cplx_contour_integral / (2*pi*i) on the same points returns - it (verified). Both are right; they answer different questions (the intrinsic coefficient vs the integral along *this* traversal). Do not cross-check one against the other without fixing the orientation first.

Honest limitation — aliasing: the discrete sum cannot distinguish c_k from c_{k+n}, so a coefficient carries the alias sum sum_m c_{k+m n} r^{m n}. That is negligible for a rapidly converging series (the 0.5^64 term above) and ruinous near the annulus boundary. Requesting more than n coefficients is refused for the same reason.

Raises ValueError: the samples are not a uniformly spaced circle (unequal radii or unequal angular gaps beyond 1e-8 relative — this op is *not* valid on an arbitrary contour, and silently pretending otherwise would return numbers that mean nothing), kmin > kmax, more than n coefficients requested, non-integer orders, and a coefficient that overflowed (r^-k for a small radius and a large negative order).

HALCON: no operator.

पूरी family का input contract (fail-closed)

mathops के सभी ops गणना से पहले input की जाँच करते हैं (कुछ भी चुपचाप पास नहीं होता):

• complex input से ValueError — float64 में ज़बरदस्ती बदलने पर imaginary part चुपचाप छूट जाता है (numpy केवल ComplexWarning देता है और "सही दिखने वाला पर गलत" real number लौटाता है)। .real/.imag/abs() स्पष्ट रूप से लिखें, या complex data संभालने वाले complexops का उपयोग करें।

• masked array (masked elements वाला) से ValueError — mask हटाकर नीचे के raw values इस्तेमाल करने वाला implicit conversion अस्वीकार है। भरना है या हटाना है, यह स्पष्ट रूप से बताएँ।

• हर input पर NaN/Inf से ValueError (गिनती बताकर अस्वीकार — क्योंकि यह पूरे परिणाम में फैल जाता है)।

• Shape सख़्त है: 1-D और 2-D को implicit रूप से promote या broadcast नहीं किया जाता (vector slot में matrix या matrix slot में vector देने पर ValueError; reshape स्पष्ट रूप से करें)।

• Size की सीमा: matrix लेने वाले ops और stat_histogram के bins, mathops.MAX_ELEMENTS (2^26 ≈ 6.7 करोड़ elements) से अधिक होने पर ValueError देते हैं।

उपयोग की विस्तृत guide

• math_metrology family guide

संदर्भ (sample data, साहित्य)

• Sample data catalog (DL URL / license) — 2-D के लिए skimage.data (BSD/public) + synthetic, 3-D के लिए real data sources (Stanford/PDS आदि) के DL URL।

• Operators का स्रोत और संदर्भ — इस op family के मूल research/methods के स्रोत।

• Algorithm का मानक स्रोत (लेखक, वर्ष) और उपयोग ऊपर की family usage guide में दिए गए हैं।

चलाए जा सकने वाले उदाहरण (verified samples जो सच में यह op call करते हैं)

• math_complex — py -3.11 examples/math_complex.py

वे अगले ops जिनसे type जुड़ता है (table को input के रूप में लेते हैं)

dynsys_poincare_section · dwt_inverse · chebyshev_eval_nd

इसी category के (complex)

cplx_contour_circle · cplx_poly_eval · cplx_contour_integral · cplx_winding_number · cplx_cauchy_value · cplx_argument_principle · cplx_joukowski · cplx_mobius


*Provenance: mathops.py — MATH operator registry. यह per-op note tools/opdocs.py md से अपने-आप generate होता है (हाथ से edit न करें)।*

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