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Toda función satisfacer una fórmula de iteración

Tengo la esperanza de averiguar lo que es la totalidad de la función de $f$ que satisface la siguiente iteración de la fórmula $$f(z+1)-f(z)=Ce^{-z}$$ para algunas constantes $C$.

En realidad, supongo que $f$ tiene que ser de la forma $f(z)=e^{-z+a}+be^{i2\pi{z}}+c$ donde $a,b,c$ son números complejos. Claramente, este tipo de función que satisface la fórmula de arriba. Espero que verifique mi, supongo, pero no puedo resolverlo completamente.

Algunos resultados parciales se obtiene. Tomando la derivada da $$f'(z+1)-f'(z)=-Ce^{-z}.$$ Entonces tenemos $$f(z+1)+f'(z+1)-f(z)-f'(z)=0,$$ es decir, $g(z+1)=g(z)$ donde $g(z)=f(z)+f'(z)$. Si $f$ satisface una condición de crecimiento, de modo que $g$ cumplen con el requisito de Carlson del teorema (https://en.wikipedia.org/wiki/Carlson%27s_theorem), entonces por Carlson del teorema $g$ tiene que ser constante. Por lo tanto $f(z)+f'(z)=C$, lo que implica que $f''(z)+f'(z)=0$. A continuación,$f'(z)=De^{-z}+A$. La combinación de estos con la fórmula de iteración, podemos concluir que $f$ es de la forma $e^{-z+a}+b$.

Me pregunto si es verdad para el caso general. Gracias por su atención.

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Concrete Donkey Puntos 155

Como Mike y amsmath ya ha señalado en los comentarios, el espacio de $L$ de todos totalidad de las funciones de $g$ satisfacción $g(z+1) = g(z)$ es de la forma $h(e^{2\pi i z})$ donde, $h:\mathbb{C}^\ast \to \mathbb{C}$ es analítica.

Establecer, $h(\zeta) = g\left(\dfrac{\log \zeta}{2\pi i }\right)$, $h$ es analítica en $\mathbb{C}^\ast$ y, en consecuencia, admite la expansión en Series de Laurent $\displaystyle h(\zeta) = \sum\limits_{k \in \mathbb{Z}} c_k\zeta^k$, que converge uniformemente y absolutamente en sus anillos,$A(0;r,R) = \{\zeta: 0 <r < |\zeta| < R\}$.

En particular, podemos escribir $\displaystyle c_k = \frac{1}{2\pi i}\int_{|\zeta| = r_1} \frac{h(\zeta)}{\zeta^{k+1}}\,d\zeta$ y haciendo el cambio de variable $\zeta = e^{2\pi i z}$ $r_1 = |e^{2\pi iz_0}|$ tenemos, $\displaystyle c_k = \int_{z_0}^{z_0+1} g(z)e^{-2\pi i kz}\,dz$ (bien podríamos mantener el contorno de una línea que une $z_0$$z_0+1$, que es inmaterial como $g$ es holomorphic). La serie $\displaystyle g(z) = \sum\limits_{k \in \mathbb{Z}} c_ke^{2\pi i kz}$ converge absoluta y uniformemente en cada franja horizontal $\{|\Im z| < r\}$.

Ahora, para encontrar una solución particular $f$ a de la ecuación de $f(z+1) - f(z) = w(z)$.

La generación de la función de los Polinomios de Bernoulli $\displaystyle f(z,\zeta) = \frac{\zeta e^{\zeta z}}{e^{\zeta}-1}$ satisface, $$f(z+1,\zeta) - f(z,\zeta) = \zeta e^{\zeta z} \tag{1}$$ (Taking $\zeta = -1$ finishes our case when $w(z) = Ce^{z}$).

Para, $|\zeta| < 2\pi$ admite la expansión de la serie $\displaystyle f(z,\zeta) = \sum\limits_{k \ge 0} B_k(z)\frac{\zeta^k}{k!}$, donde, $B_k$ $k$- ésimo de Bernoulli Polynomail (grado $k$). La comparación de ambos lados de eqn $(1)$, los coeficientes deben satisfacer $$B_k(z+1) - B_k(z) = kz^{k-1}.$$

Volviendo a la integral de Cauchy fórmula que tenga en cuenta que, $$B_k(z) = \frac{k!}{2\pi i}\int_{|\zeta| = r} \frac{\zeta e^{z\zeta}}{e^\zeta - 1}\frac{d\zeta}{\zeta^{k+1}}, \, \text{ for } r \in (0,2\pi) \tag{2}$$

Cuando, $r \in ((2m-2)\pi, 2m\pi)$ si denotamos los coeficientes como $B_{k,m}(z)$, es decir, $$B_{k,m}(z) = \frac{k!}{2\pi i}\int_{|\zeta| = r_k} \frac{\zeta e^{z\zeta}}{e^\zeta - 1}\frac{d\zeta}{\zeta^{k+1}}, \, \text{ for } r_k \in ((2m-2)\pi, 2m\pi) \tag{3}$$

Entonces por el teorema de los Residuos que tenemos, $$B_{k,m+1}(z) - B_{k,m}(z) = \frac{m!(e^{2\pi i mz} + (-1)^ke^{-2\pi i mz})}{(2\pi im)^k}$$

Por lo tanto, $B_{k,m}$ también satiesfies, $$B_{k,m}(z+1) - B_{k,m}(z) = kz^{k-1}$$ for any $m \ge 1$.

Si, $w(z)$ es toda una función con el poder de expansión de la serie $\displaystyle w(z) = \sum\limits_{k \ge 0} w_kz^k$, a continuación, al menos formalmente esperamos, $$f(z) = \sum\limits_{k \ge 0} w_k\frac{B_{k+1,m_k}(z)}{k+1}$$ to satisfy $f(z+1) - f(z) = w(z)$, where, the sequence $\{m_k\}_{k \ge 0}$ la podemos utilizar para asegurar la convergencia.

Si establecemos $m_k = k+1$ $r_k = 2\pi\left(m_k - \frac{1}{2}\right) = (2k+1)\pi$ en eqn $(3)$ tenemos, $$|B_{k+1,m_k}(z)| \le \frac{(k+1)!}{2\pi}\int_{|\zeta| = r_k}\left|\frac{\zeta^{-k-1} e^{z\zeta}}{e^\zeta - 1}\right|\,|d\zeta| \le \frac{C(k+1)!}{((2k+1)\pi)^{k+1}} \frac{e^{(2k+1)\pi|z|}}{\inf\limits_{|\zeta| = (2k+1)\pi} |e^\zeta - 1|}.$$

Por Stirling aproximación tenemos $\displaystyle \frac{(k+1)!}{((2k+1)\pi)^{k+1}} \le Ce^{2k\pi}$ para algunas constantes $C$. Por otro lado $\inf\limits_{|\zeta| = (2k+1)\pi} |e^\zeta - 1|$ es uniformemente acotada lejos del cero (acotado abajo por una constante $c$ independiente de $k$) ya que, $|\zeta| = (2k+1)\pi$ permanece uniformemente acotada lejos de la puesta a cero de $(e^\zeta - 1)$ como varían $k$ (esto en principio es una consecuencia de Lojasiewicz la desigualdad).

Por lo tanto, $\displaystyle |B_{k+1,k+1}(z)| \le C'e^{2k\pi}e^{(2k+1)\pi|z|}$ ha atmost crecimiento exponencial en conjuntos compactos, donde como caries $|w_k|^{1/k} \to 0$ $k \to \infty$ asegura normal de la convergencia de la energía de la serie de $f$, es decir, $f$ es todo.

Por lo tanto, las soluciones a $f(z+1) - f(z) = w(z)$ $w$ todo tiene la forma, $$f(z) = \sum\limits_{k \ge 0} w_k\frac{B_{k+1,k+1}(z)}{k+1} + h(e^{2\pi i z}),$$ where, $h$ is analytic in $\mathbb{C}^\ast$.

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