関数 y = x1/2

2つの関数
y = x2
y = x1/2
は互いに逆関数である。 これらの関数を左図に示す。 グラフは y=x に関して互いに対称に描かれる。

n を正の数、m=n2 とすると

(±n)2 = n2 = m
であるから、
y = x1/2
は、 x=m のとき y = ±n となり、正負の2つの値を取る。
このように、関数
y = f(x)
が、x=a に対して、複数の f(a) の値を持つとき、 f(x) は多価関数であると言う。



上のグラフは x≧0 のときに、 y = x1/2 が正と負の2値を 持つことを示す。
この関数の定義域を複素数に拡張した場合を下の2つの図で表す。 z平面上のある点を出発して、もとの点に戻るとき、 その軌跡が描く領域内に原点が含まれない場合には、 w平面上の点も出発点に戻る。
しかし、z平面上の軌跡が原点を含む場合には、 w平面での軌跡は出発点へは戻らない。 終点は、出発点に対して位相が 180°異なる、原点を挟んだ反対側の点となる。
原点 z=0 を2周まわることにより、w平面上での対応する点はもとの場所に戻る。
このような、1対1対応ができない不便さを解消する方法として、 Riemann 面と 呼ばれる複素平面の拡張方法があるがここでは述べない。