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¿Hay más en el análisis complejo que una teoría potencial bidimensional?

La entrada de Wikipedia sobre la teoría del potencial en dos dimensiones dice lo siguiente

Del hecho de que el grupo de transformaciones conforme es de dimensionalidad infinita en dos dimensiones y de dimensionalidad finita para más de dos dimensiones, se puede inferir que la teoría del potencial en dos dimensiones es diferente de la teoría del potencial en otras dimensiones. Esto es correcto y, de hecho, cuando uno se da cuenta de que cualquier función armónica en dos dimensiones es la parte real de una función analítica compleja, se ve que el tema de la teoría del potencial en dos dimensiones es sustancialmente el mismo que el del análisis complejo. Por esta razón, al hablar de teoría del potencial, se centra la atención en teoremas que se aplican en tres o más dimensiones. En este sentido, un hecho sorprendente es que muchos resultados y conceptos descubiertos originalmente en análisis complejo (como el teorema de Schwarz, el teorema de Morera, el teorema de Weierstrass-Casorati, las series de Laurent y la clasificación de singularidades como removibles, polos y singularidades esenciales) se generalizan a resultados sobre funciones armónicas en cualquier dimensión. Al considerar qué teoremas del análisis complejo son casos especiales de teoremas de la teoría del potencial en cualquier dimensión, uno puede tener una idea de exactamente qué es especial sobre el análisis complejo en dos dimensiones y qué es simplemente la instancia en dos dimensiones de resultados más generales.

Por lo tanto, mi pregunta es: ¿qué es exactamente especial sobre el análisis complejo en dos dimensiones y qué es simplemente la instancia en dos dimensiones de resultados más generales?

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Panagiotis Korros Puntos 3073

Como se sugiere en el texto que citas, una diferencia clave radica en el hecho de que hay muchas aplicaciones conformes en 1 variable compleja, y muchas menos en dimensiones superiores.

Otra diferencia sería la existencia en dimensiones superiores de dominios de Fatou-Bieberbach, lo que prueba que el teorema de Montel no puede tener una generalización sólida a dimensiones superiores.


Lista no exhaustiva de características especiales del análisis complejo en 2 dimensiones:

  • las funciones holomorfas inyectivas son conformes (preservan ángulos)
  • el teorema de uniformización de Riemann
  • el teorema de mapeo de Riemann medible
  • la $\lambda$-lema sobre movimientos holomorfos
  • el teorema de distorsión de Koebe
  • el teorema de Montel sobre familias normales
  • (con un sabor más geométrico, pero aún así): casi todo es una superficie de Riemann hiperbólica (excepto la esfera de Riemann, $\mathbb C$, el cilindro $\mathbb C/\mathbb Z$ y los toros complejos); en particular, cada subconjunto abierto conectado de $\mathbb C$ cuyo complemento contiene al menos 2 puntos es hiperbólico

Lista no exhaustiva de instancias de teoremas válidos en dimensiones superiores, además de aquellos que mencionas:

  • la desigualdad de Cauchy
  • principio del máximo
  • principio de identidad
  • teorema de Liouville
  • teorema de la función implícita e inversa

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