| Both sides previous revisionPrevious revisionNext revision | Previous revision |
| ebsd2021:raissi1 [2021/10/18 14:31] – escola | ebsd2021:raissi1 [2021/10/18 14:43] (current) – escola |
|---|
| |
| O valor \( f'(z) \) é a //derivada (complexa)// de \( f \). | O valor \( f'(z) \) é a //derivada (complexa)// de \( f \). |
| Escrevendo \( f(x+iy) = u(x,y) + iv(x,y) \), esta condição de holomorfia de \( f \) é equivalente a ela possuir derivada total, considerando \( f \) como função de \( \mathbb{R}^2 \) para \( \mathbb{R}^2 \), e \( u, v \) satisfazerem às **equações de Cauchy-Riemann**: | Escrevendo \( f(x+iy) = u(x,y) + iv(x,y) \), a condição de holomorfia é equivalente a \( f \) possuir derivada total, considerando-a como função de \( \mathbb{R}^2 \) para \( \mathbb{R}^2 \), e \( u, v \) satisfazerem às **equações de Cauchy-Riemann**: |
| \[ | \[ |
| \dfrac{\partial u}{\partial x}(a) = \dfrac{\partial v}{\partial y}(a), \quad \dfrac{\partial u}{\partial y}(a) = -\dfrac{\partial v}{\partial x}(a). | \dfrac{\partial u}{\partial x}(a) = \dfrac{\partial v}{\partial y}(a), \quad \dfrac{\partial u}{\partial y}(a) = -\dfrac{\partial v}{\partial x}(a). |
| \] | \] |
| |
| Analogamente à derivabilidade no caso real, funções holomorfas se comportam bem com as regras usuais de soma, produto e a regra da cadeia, mesmo com pré-composição de curvas deriváveis \( \alpha : (a,b) \to \mathbb{C} \). | Analogamente à derivabilidade no caso real, funções holomorfas respeitam as regras usuais de soma, produto e composição, mesmo com pré-composição de curvas deriváveis \( \alpha : (a,b) \to \mathbb{C} \). |
| |
| Funções holomorfas possuem inúmeras propriedades desejáveis comparadas a funções diferenciáveis, ou mesmo suaves, na reta real. Isto é consequência de uma interação mais intrínseca entre o cálculo integral e diferencial em \( \mathbb{C} \). | Funções holomorfas possuem inúmeras propriedades desejáveis comparadas a funções diferenciáveis, ou mesmo suaves, na reta real. Isto é consequência de uma interação mais intrínseca entre o cálculo integral e diferencial em \( \mathbb{C} \). |
| \] | \] |
| |
| Pode-se considerar também curvas suaves por partes, definindo a integral como a soma em cada parte suave. Uma consequência desta definição é que, se \( f \) admite uma //primitiva// em \( U \) (ou seja, existe função \( g : U \to \mathbb{C} \) tal que \( g' = f \)), então o valor de integrais de linha de \( f \) em \( U \) independe da curva \( \alpha \) entre dois pontos \( z_0, z_1 \in U \), pois | Podemos considerar também curvas suaves por partes, definindo a integral como a soma em cada parte suave. Uma consequência desta definição é que, se \( f \) admite uma //primitiva// em \( U \) (ou seja, existe função \( g : U \to \mathbb{C} \) tal que \( g' = f \)), então o valor de integrais de linha de \( f \) em \( U \) independe da curva \( \alpha \) entre dois pontos \( z_0, z_1 \in U \), pois |
| \[ | \[ |
| \int_{\alpha}f(z)dz = \int_a^b g'(\alpha(t))\alpha'(t)dt = \int_a^b (g \circ \alpha)'(t) dt = g(\alpha(b)) - g(\alpha(a)) = g(z_1) - g(z_0). | \int_{\alpha}f(z)dz = \int_a^b g'(\alpha(t))\alpha'(t)dt = \int_a^b (g \circ \alpha)'(t) dt = g(\alpha(b)) - g(\alpha(a)) = g(z_1) - g(z_0). |
| **Teorema (Identidade): ** Se \( f, g : U \subseteq \mathbb{C} \to \mathbb{C} \) são holomorfas em \( U \neq \emptyset \) aberto conexo, e \( f \) e \( g \) coincidem num subconjunto que possui ponto de acumulação em \( U \), então \( f = g \). Equivalentemente, se \( f : U \to \mathbb{C} \) é função holomorfa não constante igual a \(0\), então o conjunto de seus zeros \( \{ z \in U \mid f(z) = 0 \} \) é discreto em \( U \). | **Teorema (Identidade): ** Se \( f, g : U \subseteq \mathbb{C} \to \mathbb{C} \) são holomorfas em \( U \neq \emptyset \) aberto conexo, e \( f \) e \( g \) coincidem num subconjunto que possui ponto de acumulação em \( U \), então \( f = g \). Equivalentemente, se \( f : U \to \mathbb{C} \) é função holomorfa não constante igual a \(0\), então o conjunto de seus zeros \( \{ z \in U \mid f(z) = 0 \} \) é discreto em \( U \). |
| |
| É suficiente demonstrar a segunda afirmação; a ideia é que se existe ponto de acumulação destes zeros, todas suas derivadas neste ponto seriam nulas, e o conjunto \( S = \{ z \in U \mid f^{(n)}(z) = 0 \ \forall n \in \mathbb{N} \} \) é clopen. De fato, se \( w \in U \) é ponto de acumulação de sequência \( (z_n)_{n \in \mathbb{N}} \) em \( U \) de zeros de \( f \), então \( f(w) = 0 \). Mas então perto de \( w \), \( f \) tem forma | É suficiente demonstrar a segunda afirmação; a ideia é que se existe ponto de acumulação destes zeros, todas suas derivadas neste ponto seriam nulas, e o conjunto \( S = \{ z \in U \mid f^{(n)}(z) = 0 \ \forall n \in \mathbb{N} \} \) é "clopen" (i.e. aberto e fechado). De fato, se \( w \in U \) é ponto de acumulação de sequência \( (z_n)_{n \in \mathbb{N}} \) em \( U \) de zeros de \( f \), então \( f(w) = 0 \). Mas então perto de \( w \), \( f \) tem forma |
| \[ | \[ |
| f(z) = a_1(z-w) + a_2 (z-w)^2 + \ldots | f(z) = a_1(z-w) + a_2 (z-w)^2 + \ldots |
| Um último teorema importante para a consideração de automorfismos complexos do disco unitário \( \mathbb{D} := D(0,1) \) é o seguinte: | Um último teorema importante para a consideração de automorfismos complexos do disco unitário \( \mathbb{D} := D(0,1) \) é o seguinte: |
| |
| **Teorema (Schwarz):** Seja \( f: \mathbb{D} \to \mathbb{C} \) é holomorfa com \( |f(z)| \leq 1 \) para todo \( z \in \mathbb{D} \), e \( f(0) = 0 \). Então, para todo \( z \in \mathbb{D} \), vale \( |f(z)| \leq |z| \) e \( |f'(0)| \leq 1 \). Ainda mais, se para algum \( z \neq 0 \) vale que \( |f(z)| = |z| \), ou \( |f'(0)| = 1 \), então \( f \) é da forma \( f(z) = \lambda z \), para algum \( \lambda \in \mathbb{C} \) com \( |\lambda| = 1 \). | **Teorema (Schwarz):** Seja \( f: \mathbb{D} \to \mathbb{C} \) holomorfa com \( |f(z)| \leq 1 \) para todo \( z \in \mathbb{D} \), e \( f(0) = 0 \). Então, para todo \( z \in \mathbb{D} \), vale \( |f(z)| \leq |z| \) e \( |f'(0)| \leq 1 \). Ainda mais, se para algum \( z \neq 0 \) vale que \( |f(z)| = |z| \), ou \( |f'(0)| = 1 \), então \( f \) é da forma \( f(z) = \lambda z \), para algum \( \lambda \in \mathbb{C} \) com \( |\lambda| = 1 \). |
| |
| A demonstração segue do fato de que poderemos escrever \( f \) como \( f(z) = zg(z) \), com \( g : \mathbb{D} \to \mathbb{C} \) holomorfa, e portanto \( |g(z)| \leq \frac{1}{r} \), para todo \( |z| = r < 1 \). O princípio do Máximo Módulo implica que para todo \( |z| \leq r \), valerá \( |g(z)| \leq \frac{1}{r} \), e portanto tomando \( r \to 1 \), \( |g(z)| \leq 1 \). Note que para \( z \neq 0 \), \( g(z) = \frac{f(z)}{z} \), e \( g(0) = f'(0) \). O resultado assumindo igualdade em um dos casos é consequência natural do princípio do máximo módulo novamente, com \( g \) constante igual a \( \lambda \) em \( \mathbb{D} \). | A demonstração segue do fato de que poderemos escrever \( f \) como \( f(z) = zg(z) \), com \( g : \mathbb{D} \to \mathbb{C} \) holomorfa, e portanto \( |g(z)| \leq \frac{1}{r} \), para todo \( |z| = r < 1 \). O princípio do Máximo Módulo implica que para todo \( |z| \leq r \), valerá \( |g(z)| \leq \frac{1}{r} \), e portanto tomando \( r \to 1 \), \( |g(z)| \leq 1 \). Note que para \( z \neq 0 \), \( g(z) = \frac{f(z)}{z} \), e \( g(0) = f'(0) \). O resultado assumindo igualdade em um dos casos é consequência natural do princípio do máximo módulo novamente, com \( g \) constante igual a \( \lambda \) em \( \mathbb{D} \). |
| |
| ~~DISCUSSIONS~~ | ~~DISCUSSIONS~~ |