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Pensar de forma más intuitiva sobre el análisis complejo, en particular sobre el lema de Schwarz.

En una demostración del Lemma de Schwarz (Sarason, "Complex Function Theory", pp. 91-92) la función $g$ se define en el disco mediante

$$g(z) = \begin{cases}\frac {f(z)}z&\mbox{ for } 0 < |z| < 1\\ f'(0)&\mbox{ for } z = 0.\end{cases}$$

La prueba continúa diciendo que para $0 < r <1$ , $g$ está limitada por $\frac {1}{r}$ en el círculo $|z| = r$ y, por tanto, tiene el mismo límite en el disco $|z| \le r$ por el principio del módulo máximo.

Esto es cierto para todos $r$ en $(0,1)$ , $g$ está limitada en valor absoluto por $1$ .

Esto tiene mucho sentido formalmente.

Estas son mis preguntas:

1) Intuitivamente cuando veo que algo está limitado por $\frac {1}{r}$ y $r$ tiene valores en $(0,1)$ naturalmente pensaría en $r$ estar cerca de $0$ y $\frac {1}{r}$ bastante grande. Entonces llega el principio del módulo máximo y lo cierra todo a un límite de $1$ .

¿Cómo puedo pensar intuitivamente sobre el análisis complejo para ver cómo mi instinto ingenuo no se aplica aquí?

2) En el enunciado del Lemma, se nos da que $f(0) = 0$ . Me parece que esto entra en juego a la hora de definir $g$ .

Una vez más, ¿cómo puedo obtener una visión intuitiva en cuanto al poder que tiene esta estipulación en proporcionar el criterium para la conclusión del Lemma.

Y a mayor escala, ¿cómo me entreno para "pensar más complejo"?

Gracias

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Matthew Scouten Puntos 2518

Te gustaría decir $|g(z)| \le 1$ en $|z|=1$ excepto que $g$ sólo se define para $|z| < 1$ por lo que debe utilizar $r$ ligeramente inferior a 1, entonces toma el límite como $r \to 1-$ . Más grande $r$ 's producen mejores límites.

Por supuesto, $f(0)=0$ para que la conclusión del lema sea cierta. Existe una versión un poco más general del lema en la que se supone que $|f(z)| \le 1$ para $|z| < 1$ y $f(c) = 0$ para algunos $c$ con $|c| < 1$ y concluye $|f(z)| \le \left| \frac{z-c}{1-\overline{c}z}\right|$ (esto se deduce del lema ordinario tras componer $f$ con una transformación lineal fraccionaria). Por otra parte, si $f(z)$ nunca es $0$ para $|z| < 1$ no sé qué tipo de encuadernación se puede esperar, por ejemplo $f$ podría ser constante.

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