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Demostración del teorema de Goursat

Si $f : U \rightarrow \mathbb{C}$ es diferenciable en $U$ subconjunto abierto de $ \mathbb{C}$ entonces $f$ es analítica en $U$ .

(En la prueba se considera un triángulo $T_1$ en $U$ subdividirlo en una secuencia de triángulos más pequeños $T_n $ observe que $ \displaystyle \bigcap_{n=1} ^{\infty} T_n = \lbrace z_0 \rbrace $ demuestre que $ \displaystyle \int _{\partial T_1} f(z) dz = 0 $ y luego aplicar el teorema de Morera).

En cierto punto de la prueba, puesto que $f$ es diferenciable se afirma correctamente que $$ |f(z) - f(z_0) - f'(z_0)(z-z_0)| \leq \varepsilon_n (z-z_0)$$ con $\varepsilon_n \rightarrow 0$ como $n \rightarrow \infty$ Entonces $$ \left| \int_{\partial T_n} f(z) dz \right| = \left| \int_{\partial T_n} f(z) - f(z_0) - f'(z_0)(z-z_0) dz \right| $$ ¿Cómo se obtiene?

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$$\int_{\partial T_n} f(z) dz = \int_{\partial T_n} f(z_0) dz + \int_{\partial T_n} f'(z_0)(z-z_0) dz + \int_{\partial T_n} \left(f(z) - f(z_0) - f'(z_0)(z-z_0) \right) dz$$

Ahora el término constante $f(z_0)$ y el término lineal $f'(z_0)(z-z_0)$ tienen primitivas y por lo tanto se pueden integrar para obtener $0$ .

Por lo tanto, $$\int_{\partial T_n} f(z) dz = \int_{\partial T_n} \left(f(z) - f(z_0) - f'(z_0)(z-z_0) \right) dz$$

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