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Función holomorfa es inyectiva

Deje $f:\Omega \rightarrow \mathbb{C}$ ser un holomorphic función de donde $\Omega:=\{z\in\mathbb{C}; -1<Re(z)<|Im(z)|\}$ ($\Omega$ está abierto, conectado, no convexa). Si

a)$|f(z)-(z+1)|<1/4$ y

b)$|f'(z)-1|<1/4$

a continuación, $f$ es inyectiva en a $\Omega$.

PS.: 1)es obvio que va a ser localmente inyectiva ya que $f'(z)\neq 0$, $\forall z\in\Omega$ (utilizando b)... pero, ¿cómo puedo garantizar que va a ser para toda la $\Omega$?

2)no estoy seguro de si tenemos que utilizar la parte a).

3) Si $\Omega$ es convexa es trivial:

Supongamos que $a\neq b$ s.t $f(a)=f(b)$. Así, considerar la línea recta $\gamma$, conectando a $a$$b$, es decir, $\gamma:[0,1]\rightarrow \Omega$ se define como $\gamma (t)=a+(b-a)t$. Desde $\Omega$ es convexa, esta línea se encuentra en $\Omega$ $f$ es holomorphic aquí. Por lo tanto,

$0=f(b)-f(a)=\displaystyle\int_{\gamma}f'(z)dz=\int_{0}^{1}f'(\gamma(t))\gamma'(t)dt=\int_{0}^{1}f'(a+(b-a)t)(b-a)dt$

Como $(b-a)\in\mathbb{C}^{*}$ es sólo una constante (no-cero desde $a\neq b$, por supuesto). Tenemos:

$\displaystyle0=\int_{0}^{1}f'(a+(b-a)t)dt$ $\Rightarrow \displaystyle -1=\int_{0}^{1}(f'(a+(b-a)t)-1)dt $ (la adición de (-1) de ambos lados). Ahora, Teniendo el módulo, se han

$1=\displaystyle|\int_{0}^{1}(f'(a+(b-a)t)-1)dt|\leq \int_{0}^{1}|(f'(a+(b-a)t)-1)|dt<\int_{0}^{1}\frac{1}{4}dt=\frac{1}{4}$ (tenemos que usar la asunción (b) para la última desigualdad). Por Eso, $1<\frac{1}{4}$, Contradicción. Por lo tanto, $f(a)\neq f(b)$, es decir, $f$ es inyectiva. $\square$

$\Omega$:
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zhw. Puntos 16255

Para su revisión el problema, tenga en cuenta que hay varios "grandes" subconjuntos convexos de $\Omega.$ En cada uno de los $f$ es inyectiva como hemos visto. Jugar un poco con estos y vas a ver que podemos reducir el problema a esto: Si $a\in \Omega\cap \{y>|x|\},$ $b\in \Omega\cap \{y<-|x|\},$ a continuación, $f(a)\ne f(b).$

Para probar esto, deje $a=a_1+ia_2, b=b_1+ib_2.$ Elija $0 < \epsilon < \min(1,a_2,|b_2|).$

Entonces

$$\tag 1 f(a)-f(-\epsilon) = \int_{[-\epsilon,a]}f'(z)\,dz = (a+\epsilon)\int_0^1 f'(-\epsilon + t(a+\epsilon))\,dt.$$

Ahora por la suposición sobre la $f',$ la última integral de la forma $A_1+iA_2,$ donde $A_1>3/4$ $|A_2|<1/4.$ podemos escribir $(1)=(a_1+\epsilon +ia_2)(A_1+iA_2).$ parte del imaginario de este es

$$ (a_1+\epsilon)A_2 + a_2A_1 >-2|a_1||A_2|+ a_2A_1 > -2a_2(1/4) + a_2(3/4) = a_2/4>0.$$

Se puede comprobar de una manera similar que la parte imaginaria de $f(b)-f(-\epsilon)$ es de menos de $b_2/4<0.$, con Lo que

$$f(a)-f(b)=f(a) - f(-\epsilon) - (f(b)-f(-\epsilon))$$

ha positiva de la parte imaginaria. Esta muestra $f(a)\ne f(b)$ como se desee.

No veo la necesidad de una) en este problema.


Prvious respuesta: ha pasado de ser una pregunta difícil para un fácil con su edición. Aquí es un resultado conocido: Supongamos $\Omega$ es abierto y convexo, y que $f$ es holomorphic en $\Omega,$ $\text { Re } f' > 0$ $\Omega.$ $f$ es inyectiva. Prueba: Simplemente hacer lo @ArnaudMortier hizo. Aquí su prueba de la idea de trabajo porque se puede tomar $\gamma$ a ser un segmento de línea recta. Voy a dejar la verificación.

Los supuestos sobre los $f$ en tu pregunta son una exageración. Su $\Omega$ es una franja vertical, por lo tanto es convexa. Y b) da $\text { Re } f' > 0$ (y mucho más). No necesitamos).

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