cplx_argument_principle — MATH complex op

Datenarten: cpoints × cpointsmeasurement

Aufruf: import mathops; mathops.cplx_argument_principle(z, fz) (oder opsmath.get("cplx_argument_principle"))

Verwendung

Argumentprinzip: zählt allein aus abgetasteten Werten von `f` die von einer Kontur umschlossenen Nullstellen minus Polstellen.

> Die ausführliche Beschreibung unten ist der Originaltext — Zusammenfassung und Überschriften sind übersetzt.

`Z - P = 1/(2*pi*i) ∮ f'/f dz` equals the winding number of the **image

curve** `f(z)` around the origin (Cauchy 1831 / Riemann): as the contour

is traversed once counter-clockwise, the argument of `f` increases by

`2*pi (Z - P)`, counting multiplicities. Computing it as a winding number

of the image needs no derivative and no root finding — only `f` sampled

on the path — and returns an exact integer.

Honest limitations, all of them real:

• It returns the difference `Z - P`, never the two separately. A

simple zero and a simple pole inside cancel to 0.

• The result is multiplied by the winding number of the contour itself,

so it equals `Z - P` only for a simple, positively-oriented

contour (a clockwise one returns `-(Z - P)`).

• It is the winding of the *sampled* image polygon, so it aliases low

on a coarse contour. A half-turn jump between samples is detected and

raised; anything below that is indistinguishable from a genuine slower

turn — `f = z**5` on a 4-point circle returns 1, not 5 (measured).

A `RuntimeWarning fires from pi/2` per step onward

(:data:WIND_ALIAS_WARN); the verification that actually works is to

double `n` until the count repeats.

Raises `ValueError: f` vanishes at a sample point (a zero *on*

the path — the count is undefined there), the image curve is undersampled

(a half-turn between consecutive samples: refine the contour), plus the

usual shape/finiteness contracts.

HALCON: no operator.

Familienweiter Eingabevertrag (fail-closed)

Jeder mathops-Operator prüft seine Eingabe vor der Berechnung (nichts rutscht stillschweigend durch):

• **Komplexe Eingaben lösen ValueError aus** — die Umwandlung nach float64 verwirft den Imaginärteil stillschweigend (numpy meldet nur eine ComplexWarning und liefert eine plausibel aussehende, falsche reelle Zahl). Schreiben Sie .real/.imag/abs() explizit oder nutzen Sie complexops.

• **Masked Arrays mit maskierten Elementen lösen ValueError aus** — die implizite Umwandlung, die die Maske abstreift und die Rohwerte darunter verwendet, wird abgelehnt. Geben Sie explizit an, ob gefüllt oder verworfen wird.

• **NaN/Inf löst bei jeder Eingabe ValueError aus** (mit Anzahl abgelehnt — es pflanzt sich durch das gesamte Ergebnis fort).

Formen sind strikt: 1-D und 2-D werden nie implizit hochgestuft oder gebroadcastet (eine Matrix im Vektor-Slot oder ein Vektor im Matrix-Slot löst ValueError aus; reshapen Sie explizit).

Größenobergrenze: Operatoren, die eine Matrix nehmen, sowie die stat_histogram-Bins lösen jenseits von mathops.MAX_ELEMENTS (2^26 ≈ 67 Mio. Elemente) ValueError aus.

Ausführlicher Anwendungsleitfaden

Leitfaden zur Familie math_metrology

Referenzen (Beispieldaten, Literatur)

• Katalog der Beispieldaten (Download-URLs / Lizenzen) — 2-D nutzt skimage.data (BSD/Public Domain) plus synthetische Bilder, 3-D nennt Download-URLs echter Datenquellen (Stanford, PDS, …).

• Herkunft und Literatur der Operatoren — die Quellen der Forschung/Verfahren, auf denen diese Operatorfamilie beruht.

• Der kanonische Algorithmus (Autor, Jahr) und seine Anwendungen stehen im Familienleitfaden oben.

Ausführbare Beispiele (verifizierte Samples, die diesen Operator wirklich aufrufen)

math_complexpy -3.11 examples/math_complex.py

Typkompatible Folge-Operatoren (nehmen measurement als Eingabe)

Gleiche Kategorie (complex)

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


*Provenance: mathops.py — MATH Operator-Registry. Diese Notiz wird von tools/opdocs.py md erzeugt (nicht von Hand bearbeiten).*

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