完全解析函数

完全解析函数

中文名 完全解析函数
应用学科 复变函数
类型 单值的、多值的
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定义

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]

相关定理

定理1

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2

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]

奇点

奇点的定义

完全解析函数定义域的边界点称为它的奇点。

是完全解析函数的一个孤立奇点,定义域 D 内的一个去心邻域。[2]

引理

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

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

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]

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