28.04.2013 Views

Kristóf János - ELTE - Matematikai Intézet

Kristóf János - ELTE - Matematikai Intézet

Kristóf János - ELTE - Matematikai Intézet

SHOW MORE
SHOW LESS

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

XI. HOLOMORF FÜGGVÉNYEK 7<br />

XI. HOLOMORF FÜGGVÉNYEK<br />

Ebben a fejezetben a komplex változós, komplex Banach-terekbe ható differenciálható<br />

(másnéven holomorf) függvények speciális tulajdonságaival foglalkozunk.<br />

Ennek a témakörnek és a többdimenziós általánosításainak fontos alkalmazásai<br />

vannak a matematikában (például a komplex Banach-terek között<br />

ható folytonos lineáris operátorok területén, vagy a parciális differenciálegyenletek<br />

elméletében), és az elméleti fizikában (például a hidrodinamikában, vagy a fizikai<br />

térelméletekben). A többváltozós komplex függvénytan természetes folytatása az<br />

egyváltozós holomorf függvények elméletének, ezért a többdimenziós általánosítás<br />

feltételezi az egydimenziós speciális eset ismeretét.<br />

A VII. fejezetben láttuk, hogy a valós normált terek, illetve a komplex normált<br />

terek között ható függvények differenciálhatóságának fogalma formálisan egyszerre<br />

megadható, és sok nemtriviális differenciális tulajdonság ugyanúgy érvényes, a<br />

skalárterek választásától függetlenül. Ezért egyáltalán nem magától értetődő<br />

az, hogy komplex Banach-terek között ható függvényekre a differenciálhatóság<br />

feltétele sokkal erősebb, mint valós Banach-terek esetében. Látni fogjuk, hogy<br />

a X. fejezetben tárgyalt geometriai integrálelmélet egyfajta továbbfejlesztése (a<br />

komplex vonalintegrálás) szoltáltatja azt az eszközt, amely lehetővé teszi a valós<br />

és a komplex differenciálható függvények tulajdonságai között fennálló lényeges<br />

különbségek feltárását.<br />

Komplex normált terek között ható függvény egyben az alulfekvő valós<br />

normált terek között ható függvénynek is tekinthető, ezért ilyen függvényre kétféle<br />

differenciálás-fogalom is értelmes. A C-differenciálhatóság és az R-differenciálhatóság<br />

közötti kapcsolatot vizsgáljuk meg az első pontban. Az R-differenciálható<br />

függvények C-differenciálhatóságának szükséges és elégséges feltéletét fejezi ki a<br />

Cauchy-Riemann egyenlet.<br />

Látni fogjuk, hogy a holomorf függvények primitív függvényeinek létezése<br />

döntő szerepet játszik a holomorf függvények speciális tulajdonságait illetően.<br />

A második pontban bevezetjük a szakasz menti integrál fogalmát, és ennek<br />

segítségével bebizonyítjuk a Newton-Leibniz-tétel komplex formáját. A X. fejezet 2.<br />

pontjában igazoltuk, hogy az R egy nyílt intervallumán értelmezett, valós Banachtérbe<br />

ható folytonos függvénynek szükségképpen létezik primitív függvénye; ez a<br />

Newton-Leibniz-tétel valós formája. Ezzel szemben a C egy nyílt csillaghalmazán<br />

értelmezett, komplex Banach-térbe ható folytonos függvénynek csak egy rendkívül<br />

speciális integrális mellékfeltétel teljesülése esetén létezik primitív függvénye.<br />

Itt még nem látható világosan, hogy ez az integrális feltétel mennyire erős<br />

követelmény; csak az nyilvánvaló, hogy ez nem teljesül automatikusan minden<br />

folytonos függvényre. Később kiderül (a Morera-tételből), hogy a Newton-Leibniztétel<br />

komplex formájában szereplő integrális mellékfeltétel ekvivalens a függvény<br />

holomorfitásával a nyílt csillaghalmazon. A Goursat-lemma szerint a holomorfitás<br />

elégséges a szóbanforgó integrális feltétel teljesüléséhez. Ennek fontos következménye,<br />

hogy minden holomorf függvénynek lokálisan léteznek primitív függvényei.<br />

A szakasz menti integrál alkalmazásával - közvetlenül - csak egészen speciális,<br />

lokális természetű állítások bizonyíthatók. A holomorf függvényekkel kapcsolatos<br />

erösebb, globális eredmények származtatásához szükség van a szakasz menti integrál

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!