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Análisis complejo de Gamelin, capítulo 3, sección 2, ejercicio 7

Me está costando mucho un problema de Análisis Complejo de Gamelin.

Enunciado del problema y pista: Demuestre que si 0 y $\infty$ se encuentran en diferentes componentes conectados de la complemento $C^*\backslash D$ de $D$ en el plano complejo extendido, entonces hay es un camino cerrado $\gamma$ sur $D$ tal que $\int_{\gamma}d\theta\ne 0$ . Pista. La hipótesis significa que hay $\delta>0$ y un subconjunto acotado $E$ de $C\backslash D$ tal que $0\in E$ y cada punto de $E$ tiene una distancia de al menos $5\delta$ desde cualquier punto de $C\backslash D$ no en $E$ . Coloca una cuadrícula de cuadrados en el plano con longitud de lado $\delta$ y que $F$ sea la unión de los cuadrados cerrados en la cuadrícula que se encuentran $E$ o que bordean una reunión cuadrada $E$ . Mostrar que $\partial F$ es una unión finita de caminos cerrados en $D$ y que $\int_{\partial f}d\theta=2\pi$

He encontrado una prueba sugerida en línea que dice "Nota por la construcción, $\partial F\subset D$ . He adjuntado una imagen en la que se ve mi cuadrícula de casillas, puesta $D$ y establecer $E$ que contiene 0. He señalado en verde todas las casillas que cumplen $E$ o que bordean una reunión cuadrada $E$ (creo). La unión de estos cuadrados cerrados en la cuadrícula se llama F.

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Mi primera pregunta es, ¿cómo es $\partial F$ La frontera de $F$ contenida en $D$ ?

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ˈjuː.zɚ79365 Puntos 1688

No se puede elegir simplemente $E$ como el componente de $0$ sur $D^c$ ya que este componente puede no estar a una distancia positiva del resto de $D^c$ . La existencia de $E$ con las propiedades requeridas se deduce del hecho de que (debido a $D^c$ siendo compacta en la topología de la esfera) las componentes conectadas de $D^c$ coinciden con los cuasicomponentes. Es decir, si dos puntos $a,b\in D^c$ se encuentran en diferentes componentes conectados de $D^c$ hay dos conjuntos abiertos disjuntos que contienen $a$ y $b$ respectivamente. Una prueba de este hecho topológico puede ser se encuentra aquí . Pero mi interpretación de

Pista. La hipótesis significa que hay $\delta >0 $ y un subconjunto acotado $E$ ...

es que Gamelin permite al lector tomar la existencia de $E$ por sentado.


En cuanto a la pregunta de por qué $\partial F\subset D$ Considere lo siguiente: si $z\in \partial F$ entonces al menos uno de los cuadrados (cerrados) de la cuadrícula que contiene $z$ no está contenida en $F$ . Por lo tanto, este cuadrado está a una distancia positiva de $E$ . Dado que esta distancia no supera $\delta\sqrt{2}$ La reclamación $z\in D$ se deduce de las propiedades de $E$ .

0voto

Emanuele Paolini Puntos 14186

No está claro cómo $E$ es elegido. Yo elegiría $E$ para ser el componente conectado de $C^*\setminus D$ que contiene $0$ . En ese caso la declaración parece correcta. El conjunto $F$ contiene $E$ y su límite está alejado de otros componentes conectados de $C^*\setminus D$ por lo que $\partial F$ debe estar contenida en $D$ .

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