解析函数

解析函数

解析函数的和、积与复合仍是解析函数(惟合成时须留意定义域的问题)。

若解析函数在一个开集上非零,则它在该开集上的倒数仍为解析函数。若一个可逆解析函数的导函数处处不为0,则其反函数也是解析函数。

凡解析函数皆属光滑函数,即无穷可微。逆命题对实解析函数不成立。实际上,在某种意义上,实解析函数相比于实光滑函数是很稀少的。对复函数,逆命题确实成立,实际上任何一次可微的复函数都是解析的。

对任何开集

Ω

C

{\displaystyle \Omega \subseteq \mathbb {C} }

,所有解析函数组成的集合

A

(

Ω

)

{\displaystyle {\mathcal {A}}(\Omega )}

是弗雷歇空间(关于紧集上的一致收敛)。由莫雷拉定理易得解析函数在紧集上的一致极限仍是解析函数。全部的有界解析函数

A

(

Ω

)

{\displaystyle {\mathcal {A}}_{\infty }(\Omega )}

关于上确界范数构成巴拿赫空间。

事实上,假设所论解析函数皆可在原点附近一开集

B

(

0

,

r

)

:=

{

x

:

|

x

|

<

r

}

{\displaystyle B(0,r):=\{x:|x|

上表示为幂级数,则上述运算可以形式地操作:

i

0

a

i

x

i

+

i

0

b

i

x

i

=

i

0

(

a

i

+

b

i

)

x

i

{\displaystyle \sum _{i\geq 0}a_{i}x^{i}+\sum _{i\geq 0}b_{i}x^{i}=\sum _{i\geq 0}(a_{i}+b_{i})x^{i}}

i

0

a

i

x

i

j

b

j

x

j

=

k

0

(

i

+

j

=

k

a

i

b

j

)

x

k

{\displaystyle \sum _{i\geq 0}a_{i}x^{i}\cdot \sum _{j}b_{j}x^{j}=\sum _{k\geq 0}(\sum _{i+j=k}a_{i}b_{j})x^{k}}

f

(

x

)

=

i

0

a

i

x

i

,

g

(

x

)

=

i

>

0

b

i

x

i

{\displaystyle f(x)=\sum _{i\geq 0}a_{i}x^{i},g(x)=\sum _{i>0}b_{i}x^{i}}

(

f

g

)

(

x

)

=

i

0

(

j

>

0

b

j

x

j

)

i

{\displaystyle \Rightarrow (f\circ g)(x)=\sum _{i\geq 0}(\sum _{j>0}b_{j}x^{j})^{i}}

(定义域可能会缩小)

f

(

x

)

=

1

i

>

0

a

i

x

i

1

f

(

x

)

=

j

0

(

i

>

0

a

i

x

i

)

j

{\displaystyle f(x)=1-\sum _{i>0}a_{i}x^{i}\Rightarrow {\dfrac {1}{f(x)}}=\sum _{j\geq 0}(\sum _{i>0}a_{i}x^{i})^{j}}

其中每个运算结果的系数都可以写成有限的代数式。

一个非零多项式的零点数不大于它的次数,解析函数的零点也有类似的限制:若一解析函数的零点集在定义域内有极限点,则函数在包含该点的连通分支上恒为零。此外,若解析函数在一点的各阶导数皆为零,则该函数在含该点的连通分支上为常数函数。

这些性质表明:尽管解析函数比多项式有更多的自由度,它仍是一个具有相当“刚性”的数学物件。

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