若函数在区域内解析,且区域
的边界
上每一点都是它的奇点,则它就不能越过区域
的任意一部分边界解析开拓;若在
上有正则点,则此函数就可以越过边界
解析开拓出去。对于开拓后得到的函数及区域,还可以再研究它能否进一步解析开拓,这样就可以不断地解析开拓,一直到不能开拓为止。为了刻画这个事实,需要引进完全解析函数的概念。[1]
设所有标准元素集合由任一元素 P 沿所有若尔当曲线作解析开拓而得到,此曲线起点在元素 P 的圆心,且对此曲线可以作解析开拓,则称这个标准元素集合为完全解析函数。我们指出,完全解析函数的概念不依赖于初始元素 P 的选择。实际上,设 Q 是由初始元素 P 确定的完全解析函数的任一其他元素,这表示 Q 是由 P 沿着某条曲线开拓得出的。于是 P 可以由 Q 沿曲线开拓得出。如果两个完全解析函数至少有一个共同元素,则这两个函数被认为是相等的。[2]
一个完全解析函数是一个一般解析函数,它包含其任一元素的所有解析开拓,
的定义域
称为它的存在区域,
的边界称为
的自然边界。[3]
定理内容:属于完全解析函数的诸元素收敛圆的并集构成一个区域。
证明:设 D 是这个并集,它作为诸开集的并集是一个开集,即如果,则
是某一元素的收敛圆,且
。设 a 与 b 是集 D 的任意两点,则可求出两个元素,使得a 与 b 是它们的圆心。这两个元素是沿某一路线
互为解析开拓而得出的,这条路线是连结点 a 与 b 而成的。显然
,因此 D 是连通开集,即一个区域,它称为完全解析函数的自然定义域或它的存在域。
我们指出,完全解析函数不能是区域 D 内广义的函数,因为它不是单值的。
定理内容:完全解析函数含有不多于圆心在一定点处的可数多个不同元素。
证明:设完全解析函数由圆心在点 a 处的初始元素确定,z 是完全解析函数定义域 D 中的任意一点。设
是完全解析函数的一个元素,圆心在点 z 处,它可由元素
用圆心在点
的有限元素链得出,其中每后一个元素都是前一元素的直接解析开拓。不是一般性,可以设诸点
有有理坐标。实际上,首先设圆心
是任意的。在点
的任意小的领域内取一个带有理坐标的点
,并用元素
代替
,根据沿路线解析开拓关于路线同伦形变的不变性定理,在
充分小时,按新链开拓的结果和按旧链开拓的结果相同。具有元素
有理圆心的元素
直接解析开拓集合是可数的,恰好与元素
的可数集一样。给定
与点 z 就唯一地确定了元素
,因此不同元素
的个数不超过可数集。[2]
注意:研究完全解析函数的概念,不一定只利用标准元素,可以取任意元素,把完全解析函数看作是解析元素集合,其中 a 取遍某一指标集
,这时元素中的每一个元素可由任意其他元素解析开拓得出。[2]
完全解析函数定义域的边界点称为它的奇点。
设是完全解析函数
的一个孤立奇点,
是
定义域 D 内的一个去心邻域。[2]
如果任一属于的标准元素
在沿着某闭路线
作解析开拓时没有改变,则当若当曲线
与
在
内作解析开拓得出的任一元素
,在沿任一路线
开拓时没有改变。
注意:由该引理可推出,在内沿着与
同伦的路线解析开拓不改变元素,这样的路线被收缩为任一元素的圆内路线,沿这些路线的解析开拓不改变元素。[2]
单/多值特征的奇点
设是完全解析函数
的孤立奇点,
是此点在
定义域内的去心邻域,
是包围点
的闭若当曲线,于是,如果:
(1)沿曲线绕行将得到初始元素,则
称为单值特征的奇点;
(2)沿绕行得到不同初始元素的元素,则
称为多值特征的奇点或支点。
n-1阶/无穷阶支点
设是完全解析函数
的支点,
是包围点
的闭若尔当曲线,于是,如果:
(1)存在这样一个整数,使
次同方向绕行
得到初始元素,并且
是具有上述性质的所有整数中的最小值,则
称为
阶支点;
(2)若不存在(1)中所述的整数,即同方向绕行得出新而又新的元素,则
称为无穷阶阶支点或对数支点。[2]
注意:容易检验,如果把曲线换为
内与
同伦的任一若尔当曲线
,则支点的阶数不变。[2]