Область голоморфности

Область голоморфности — комплексная область U такая, что для любого участка её границы в ней найдётся голоморфная функция, непродолжаемая через него

О́бласть голомо́рфности (англ. domain of holomorphy[1][2], от др.-греч. ὅλος — весь и др.-греч. μορφή — форма, образ[3]) — понятие комплексного анализа, раздела математики, область комплексного пространства такая, что существует функция, голоморфная в этой области, но не голоморфно продолжаемая в какую-нибудь бо́льшую область (точнее, не продолжаемая за пределы области)[4][5][6][7][8][2].

Другими словами, область голоморфности — область комплексного пространства такая, что нет никакого участка её границы, через который можно было бы голоморфно продолжить любую функцию, голоморфную в этой области[9], другими словами, для любого участка границы области в ней найдётся голоморфная функция, которую нельзя продолжить через этот участок[1][2].

Синоним: область регулярности[8].

Область голоморфности функции — область комплексного пространства такая, что функция в ней голоморфна, но не голоморфна в какой-нибудь бо́льшей области, то есть голоморфно не продолжается за пределы области[5][4][7]. Область голоморфности — область голоморфности какой-нибудь функции[10], то есть максимальная область существования какой-нибудь функции [1].

Синонимы: область существования функции[5][7]; естественная область определения функции[4]; область регулярности функции[7].

На комплексной плоскости любая область голоморфна: всегда имеется некоторая функция, которая голоморфна в этой области и не продолжается аналитически за её границу[11][4][12][13][2].

Но в комплексном пространстве , , ситуация совсем другая. Например, голоморфные функции в не могут иметь изолированных особенностей: особенности «распространяются» определенным образом[13]. В , , не каждая область голоморфна, то есть имеются области, из которых любая голоморфная в ней функция всегда продолжается в более обширную область. Например, не логарифмически выпуклая область Рейнхарта[11]. Также не голоморфна область с полостью, то есть вид разности множеств

,

где компактное множество[4][14].

Неправильно считать, что область голоморфности в комплексном пространстве есть просто область того же пространства, равная своему голоморфному расширению, поскольку голоморфное продолжение функции из исходной области может привести к многолистной области[15].

Открытое множество голоморфностиоткрытое множество (может быть, многосвязное) комплексного пространства, все связные компоненты которого суть области голоморфности[12]

Определения области голоморфности

Область голоморфности (англ. domain of holomorphy[1][2]) — понятие комплексного анализа, раздела математики, область комплексного пространства такая, что существует функция , голоморфная в , но не голоморфно продолжаемая в какую-нибудь бо́льшую область (точнее, не продолжаемая за пределы )[4][6][7][8][2].

Синоним: область регулярности[8].

Область голоморфности функции — область комплексного пространства такая, что функция в ней голоморфна, но не голоморфна в какой-нибудь бо́льшей области , то есть голоморфно не продолжается за пределы области [5][4][7]. Область голоморфности — область голоморфности какой-нибудь функции [10], то есть максимальная область существования какой-нибудь функции [1].

Множество все функций, голоморфных в области , обозначается [16], или [17].

Синонимы: область существования функции[5][7]; естественная область определения функции[4]; область регулярности функции[7].

Область голоморфности — комплексная область U такая, что для любого участка её границы в ней найдётся голоморфная функция, непродолжаемая через него

Область голоморфности — область комплексного пространства такая, что нет никакого участка её границы , через который можно было бы голоморфно продолжить любую функцию , голоморфную в [9], то есть для любого участка границы в существует голоморфная функция , которую нельзя продолжить через этот участок[8][2].

Формально это определение записывается следующим образом: область голоморфностиоткрытое множество , причём не существует никаких двух открытых множеств таких, что , связно, , а для любой голоморфной функции в существует однозначно определённая голоморфная функция в такая, что в [9][13][2].

Область голоморфности — область такая, что для любой граничной точки области существует некоторая голоморфная функция в , которая голоморфно не продолжается в некоторой окрестности точки [1].

Открытое множество голоморфностиоткрытое множество (может быть, многосвязное) комплексного пространства, все связные компоненты которого суть области голоморфности[12]

Примеры областей и функций

Единичный круг в C есть область голоморфности

Предложение 1. Единичный круг есть область голоморфности комплексной плоскости как естественная область определения следующей функции[4][12]:

.

Предложение 2. Единичный круг есть область голоморфности комплексной плоскости как естественная область определения следующей функции[18]:

.

Единичный бикруг в C×C есть область голоморфности

Предложение 1. Единичный бикруг, то есть бикруг радиуса 1, , есть область голоморфности комплексного пространства как естественная область определения следующей функции[19]:

.

где функция на единичном круге

.

Доказательство. Согласно предложению 2 раздела Единичный круг комплексной плоскости, функции и голоморфны в единичных кругах комплексных плоскостей, поэтому функция голоморфна по совокупности переменных в единичном бикруге по теореме Хартогса как прямое произведение голоморфных функций и голоморфно не продолжается ни в какую бо́льшую область[19].□

Если бы эта простая конструкция из прямого произведения была единственным способом построения голоморфных областей в комплексных пространствах нескольких переменных, то было бы мало оснований для изучения этого предмета. Но в действительности характеристика областей голоморфности нескольких комплексных переменных достаточно хитроумна. Например, в доказательстве того, что единичный шар есть голоморфная область, прямое произведение не поможет[20].

Слой бикруга в C×C не является областью голоморфности

Теорема 1. Теорема расширения Хартогса[англ.] (феномен Хартогса[англ.]). Каждая голоморфная функция в следующей области с полостью, то есть в выпуклом слое бикруга,

голоморфно продолжается в область без полости [14].

Сферический слой в C×R не является областью голоморфности

Здесь используется метод, который базируется на интегральной формуле Коши для комплексной плоскости. При этом необходимо, чтобы исследуемая голоморфная функция зависела как минимум от двух переменных, причём как минимум одна переменная комплексная. Комплексная переменная нужна не только для использования метода, но и сами результаты могут оказаться неверны в случае отсутствия комплексной переменной[21].

Два следующих условия существенны при данном использовании метода: 1) наличие в каждой комплексной плоскости, параллельной координатной, контура интегрирования, вдоль которого голоморфная функция в сферическом слое голоморфна; 2) существование некоторой точки, в окрестности которой равны голоморфные функции в шаровом слое и в шаре[22].

Пример из раздела «Сферический слой в C×С не является областью голоморфности» есть небольшая модификация данного примера[23].

Теорема 1. Функция , голоморфная в сферическом слое

голоморфна в шаре

то есть область есть голоморфное расширение области [21].

Сферический слой в C×С не является областью голоморфности

Данный пример есть небольшая модификация примера из раздела «Сферический слой в C×R не является областью голоморфности»[23].

Теорема 1. Любая функция , голоморфная в шаре с полостью, то есть в сферическом слое

голоморфна в большей области, шаре , точнее, допускает голоморфное продолжение в шар , то есть область не может быть областью голоморфности никакой функции[23].

Достаточные условия области голоморфности

Рассмотрим простые достаточные условия, характеризующие области голоморфности[26].

Барьер, или граничное свойство, граничной точки области комплексного пространства — функция , которая голоморфна в области , но не продолжается голоморфно в граничную точку [27].

Альтернативное определение: барьер, или граничное свойство, граничной точки области комплексного пространства — свойство граничной точки такое, что для любого компактного множества и любого числа существует некоторая функция , голоморфная в области , причём и в некоторой точке окрестности точки [26][28].

Теорема 1. Любая выпуклая область есть область голоморфности[29][8].

Примечания

  1. 1 2 3 4 5 6 Jaap Korevaar, Jan Wiegerinck Several Complex Variables, 2011, 1.9 Preview: analytic continuation, domains of holomorphy…, p. 18.
  2. 1 2 3 4 5 6 7 8 Steven G. Krantz. Function Theory of Several Complex Variables, 2001, 0.3.1 Domains of Holomorphy, p. 6.
  3. Голоморфная функция, 1988.
  4. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Владимиров В. С. Голоморфности область, 1977, стб. 1030.
  5. 1 2 3 4 5 Владимиров В. С. Методы теории функций многих комплексных переменных, 1964, § 8. Области голоморфности, с. 65.
  6. 1 2 Шабат Б. В. Введение в комплексный анализ, ч. II, 1976, § 11. Области голоморфности, с. 153.
  7. 1 2 3 4 5 6 7 8 Фукс Б. А. Теория аналитических функций многих комплексных переменных, 1962, § 9. Голоморфные функции …, с. 154.
  8. 1 2 3 4 5 6 Бохнер С., Мартин У. Т. Функции многих комплексных переменных, 1951, Глава V. Особенности в граничных точках, § 1. Неограниченные функции, с. 119.
  9. 1 2 3 Хёрмандер, Ларс. Введение в теорию функций нескольких комплексных переменных, 1968, 2.5. Области голоморфности, с. 59.
  10. 1 2 Шабат Б. В. Введение в комплексный анализ, ч. II, 1976, § 11. Области голоморфности, с. 155.
  11. 1 2 Шабат Б. В. Введение в комплексный анализ, ч. II, 1976, Глава III. Аналитическое продолжение, с. 143.
  12. 1 2 3 4 5 Владимиров В. С. Методы теории функций многих комплексных переменных, 1964, § 8. Области голоморфности, с. 66.
  13. 1 2 3 Jaap Korevaar, Jan Wiegerinck Several Complex Variables, 2011, Chapter 6 Domains of holomorphy, p. 107.
  14. 1 2 3 Steven G. Krantz. Function Theory of Several Complex Variables, 2001, 0.3.1 Domains of Holomorphy, p. 8.
  15. Шабат Б. В. Введение в комплексный анализ, ч. II, 1976, 27. Понятие области голоморфности, с. 154.
  16. Владимиров В. С. Методы теории функций многих комплексных переменных, 1964, § 4. Определения и простейшие свойства голоморфных функций, с. 44.
  17. Шабат Б. В. Введение в комплексный анализ, ч. II, 1976, 3. Понятие голоморфности, с. 22.
  18. Steven G. Krantz. Function Theory of Several Complex Variables, 2001, 0.3.1 Domains of Holomorphy, p. 6—7.
  19. 1 2 3 Steven G. Krantz. Function Theory of Several Complex Variables, 2001, 0.3.1 Domains of Holomorphy, p. 7.
  20. Steven G. Krantz. Function Theory of Several Complex Variables, 2001, 0.3.1 Domains of Holomorphy, p. 7—8.
  21. 1 2 Бохнер С., Мартин У. Т. Функции многих комплексных переменных, 1951, Глава IV. Аналитическое расширение, с. 91.
  22. Бохнер С., Мартин У. Т. Функции многих комплексных переменных, 1951, Глава IV. Аналитическое расширение, с. 93.
  23. 1 2 3 Владимиров В. С. Методы теории функций многих комплексных переменных, 1964, § 8. Области голоморфности, с. 67.
  24. Бохнер С., Мартин У. Т. Функции многих комплексных переменных, 1951, Глава IV. Аналитическое расширение, с. 91—93.
  25. Владимиров В. С. Методы теории функций многих комплексных переменных, 1964, § 8. Области голоморфности, с. 67—68.
  26. 1 2 Шабат Б. В. Введение в комплексный анализ, ч. II, 1976, 27. Понятие области голоморфности, с. 155.
  27. Владимиров В. С. Голоморфности область, 1977, стб. 1031.
  28. Бохнер С., Мартин У. Т. Функции многих комплексных переменных, 1951, Глава V. Особенности в граничных точках, § 1. Неограниченные функции, с. 117.
  29. Шабат Б. В. Введение в комплексный анализ, ч. II, 1976, 27. Понятие области голоморфности, с. 157.

Источники

Prefix: a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Portal di Ensiklopedia Dunia

Kembali kehalaman sebelumnya