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$f : \Bbb{C} \to \Bbb{C}$ es una función completa st$|f(z)| \to \infty$ como$|z| \to \infty$. Probar$f$ es un polinomio.

Deje $f : \mathbb{C} \rightarrow \mathbb{C}$ ser toda una función tal que $|f(z)| \rightarrow \infty$ como $|z| \rightarrow \infty$. Demostrar que $f$ es un polinomio por los pasos siguientes.

(a) Observe que la función de $f(1/z)$ definido en $C \setminus\{0\}$ tiene un polo en el origen. Deje $S$ ser el singular parte de su de la serie de Laurent alrededor de $0$. Argumentan que $g(z) = f(z) − S(1/z)$enfoques límites finitos como $z \rightarrow 0$ y como $|z| \rightarrow \infty$.

(b) Demostrar que $g$ se extiende a un almacén de toda la función y por lo tanto es constante.

(c) Deducir que $f$ es un polinomio.


Sé que hay soluciones para esto, pero no con estos pasos. Se me ha dado esta como una asignación y realmente necesita ayuda para averiguar cómo escribir la solución.

Para el punto (a) escribí

En orden para $|f(z)| \rightarrow \infty$ como $|z| \rightarrow \infty$, es equavalent decir $|f(\frac{1}{z})| \rightarrow \infty$ como $z \rightarrow 0$. Por lo $f(z)$ puede ser escrita de la serie de Laurent alrededor del punto de $0$ tal que $\sum_{n=-\infty}^\infty a_nz^n = g(z) + s(\frac{1}{z})$ da $g(z)$ es el poder de la serie de $\sum_{n=0}^\infty a_nz^n$ e $S$ es la singular parte de su de la serie de Laurent alrededor de $0$.

Por lo tanto, $ g(z)= f(z) - s(\frac{1}{z})$ e $g(z)$ tiende a un límites finitos como $z \rightarrow 0$ y como $|z| \rightarrow \infty$ dada la potencia de la serie.

Para (b) escribí

Sólo extraíble singularidades están a la izquierda en $g(z)$. Así con Riemann extraíble del teorema de la singularidad, con $p$ ser extraíbles de la singularidad. $g(z)$ puede ser extendida de forma continua y holomorphically en $p$ y desde $g(z)$ está en condiciones de servidumbre en algunos discos alrededor de $p$ excluyendo el punto de $p$ con un radio no mayor de $0$. Por lo tanto la función extendida es limitado así y por el teorema de Liouville, es una función constante.

Y no tengo ni idea de cómo responder (c), lo siento por el largo post y gracias de antemano!!!

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user319071 Puntos 358

En la solución a la parte (a), observe que el de la serie de Laurent que usted ha escrito es para $f(\frac 1z)$, por lo que la fórmula correcta es $f(\frac 1z)=\sum_{n=0}^\infty a_n z^n +S(z)$. Así que por el cambio de coordenadas $z\mapsto \frac 1z$, obtenemos $f(z)=\sum_{n=0}^\infty a_n\frac 1{z^n} +S(\frac 1z)$. Por lo que el $g(z)$ en la pregunta en realidad es $\sum_{n=0}^\infty a_n \frac 1{z^n}$. Como $|z|\to\infty$, esta serie, de hecho, tiende a $a_0$, que es finito. Como para $z\to 0$. Ahora, buscando que el de la serie de Laurent de nuevo, vemos que $S(\frac 1z)$ ha extraíble singularidad en $z=0$. Por lo $g(z)=f(z)-S(\frac 1z)$ también ha extraíble singularidad en $z=0$, en otras palabras, el límite de $z\to 0$ existe.

Para la parte (b), holomorphicity de $g(z)=\sum_{n=0}^\infty a_n \frac 1{z^n}$ sigue directamente de $g$ tener extraíble singularidad en $0$. Mediante la comparación de la potencia de la serie y Laurent de la serie, vemos que el único término que aparece en la serie debe ser la constante de $a_0$ solamente.

Para la parte (c), la sugerencia es buscar en las Laurent expansión de $f(\frac 1z)$ nuevo y recuperar la serie para $f(z)$.

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