解析接続の関数について

このQ&Aのポイント
  • 複素数 z を変数とし、無限級数によって定義される関数 f(z)=1/(1-z) は解析接続されることがわかっています。
  • しかし、関数 g(z)=1/(1-z) で定義された関数g(z) が、複素平面の定義域上で正則な関数、h(z)=2/3 に解析接続できない理由がわかりません。
  • 一致の定理などに関する理由や状況について教えていただける方がいらっしゃれば、教えていただけないでしょうか?
回答を見る
  • ベストアンサー

解析接続について

複素数 z を変数とし、無限級数によって定義される関数 f(z)=1/(1-z)  (定義域|z|<1) を考えると、この関数は、Wikipedia( http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%A7%A3%E6%9E%90%E6%8E%A5%E7%B6%9A ) に記されている様に解析接続されることはわかります。 しかしながら、関数 g(z)=1/(1-z)  (定義域|z|≦1/2) で定義された関数g(z) が、複素平面の定義域上で正則な関数、h(z)=2/3  (定義域z≦-1/2) に解析接続できない理由がよくわかりません。(一致の定理が成り立つ理由・状況などに関することなど) もしおわかりの方がおられれば、お教え頂けないでしょうか?

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • alice_44
  • ベストアンサー率44% (2109/4759)
回答No.1

(1) 解析接続は、直接解析接続の繰り返しであること (2) 直接解析接続の根拠は、一致の定理であること を確認した上で、↓を読んでみよう。 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%80%E8%87%B4%E3%81%AE%E5%AE%9A%E7%90%86 |z|≦1/2 で定義された g(z) が z≦-1/2 で定義された h(z) に解析接続できない理由は… (3) |z|≦1/2 ∪ z≦-1/2 が単連結開領域でないため、一致の定理の対象外であること (4) 一致の定理が要求する条件は、集積点を持つ点列上での一致だが、   g(z) と h(z) は一点 z=-1/2 で一致するに過ぎないこと

graphman2
質問者

お礼

大変丁寧に記述していただき、有り難うございました。 理解するのに多大な時間を要し、お礼が大変遅くなってしまったことを申し訳なく思います。 お陰様できちんと理解することが出来ました。有り難うございました。

関連するQ&A

  • 複素関数でのロピタルの定理

    「f(z),g(z)は複素変数の複素関数で、z=αを含む領域で正則。また、f(z)=0(z→α),g(z)=0(z→α)であるとする。このとき、f'(z)/g'(z) (z→α) が存在するならばf(z)/g(z) (z→α) = f'(z)/g'(z) (z→α) が成り立つか」 という問題を調べているのですが、なかなか見つかりません。要は実数値関数のロピタルの定理を複素関数に拡張できるかという問題なんですけど、どう証明すればいいのでしょうか。

  • ロピタルの定理の複素関数への適用について

    f(z),g(z)が点aで正則で、f(a)=g(a)=0、g'(a)が0でないとき、 lim{z→a}f(z)/g(z)=lim{z→a}f'(z)/g'(z) であることを証明せよ。 という問題を調べているのですがなかなか見つかりません。 要は複素関数にもロピタルの定理が適用できることを証明せよという問題だと思うのですが、これはどう証明したらいいのでしょうか?

  • 複素解析の問題です

    (1)次の複素数zに対して、e^(z)の実部と虚部を求めよ。 z=3+(2/3)*pi*i (2)z=25iのときにsin(z),cos(z),tan(z)の実部と虚部を求めよ。 (3)加法定理 cos(z+w)=cos(z)cos(w)-sin(z)sin(w)を示せ。 (複素三角関数) (4) |sin(z)|≦1は成り立つか。  成り立つならば証明せよ。  成り立たない場合はその例を挙げよ。 困ってます。誰かお願いします。

  • 複素積分(コーシーの積分定理)について質問です

    zを複素数としする。コーシーの積分定理によれば「関数f(z)が領域Dで正則であるとして、領域D内の任意の閉曲線Cの内部が領域Dに含まれる場合、閉曲線Cに沿った関数f(z)の周回積分は0になる。」が成り立つと思います。 そこで次の問題を考えました。(zは複素数変数、aは実数の定数、iは虚数単位とする) 「原点を中心とする半径aの円を閉曲線Cとする。閉曲線Cに沿った、関数f(z)=1/(z-ai)の周回積分Iをを求める。」 閉曲線Cの内部で関数f(z)は正則だけれども、閉曲線Cは関数f(z)が正則でないz=aiの点を含んでいるのでコーシーの積分定理は利用できない。…(1) そこで、次のように積分を行うことにしました。閉曲線Cを複素数で表して、C:z=a*exp(iθ) (0≦θ≦2π) dz/dθ=ai*exp(iθ) よってI =∫f(z)dz =∫{ai*exp(iθ)/(a*exp(iθ)-ai)}dθ (積分範囲は0≦θ≦2π) ここで、[Ln(a*exp(iθ)-ai)](0≦θ≦2π)=0…(2) そこで質問です。 (1)は正しく、閉曲線の外周上に被積分関数が正則で無い部分があるなら、コーシーの積分定理は成立しないのでしょうか? (2)ln(z)は無限多価関数なので、どの複素関数の不定積分でもないと思ったので、Ln(z)を不定積分として用いたのですが、これは大丈夫なのでしょうか? ご回答よろしくお願いします。

  • 複素解析学の質問です

    _ C(複素数全体の閉方)で正則な関数は定数に限るらしいのですがこの証明はどうすればいいのでしょうか、非定数関数を考えて背理法でしょうか C:|z|<∽なら正則でも定数にはならないのですが、、、 お願いします

  • おしえてください 

    Fを複素平面C全体で定義された正則関数とする。 a,bを相違なる複素数とし、正の数R,R>max{|a|,|b|}となるようにとる、このとき f(a)-f(b)/a-b=1/2πi∫c(0;R)f(z)/(z-a)(z-b) が成り立つこと示せ またあるM>0があって、すべえのz(福素平めん)にたいして|f(z)|<=Mであるとする。このとき相違なる複素数a,bにたいしてf(a)=f(b)をしめせ

  • 複素関数と行列の関係がわかりません

    「複素数zについて,√zが定められている.このとき,正方行列Aの固有値が,0および虚部が負の純虚数でなければ,√Aが定義できる.これは,Aの固有値を含む領域において正則なzの関数f(z)に対して,f(A)が定義できるためである.」ということを習いました. ここで,質問なのですが,「正方行列Aの固有値が,虚部が負の純虚数でない」という条件はなぜ必要なのでしょうか? √zについてz=rexp(iθ)と極形式で表示して,コーシーリーマンの関係式を調べると,z=0のときは,√zは正則ではないということがわかり,これが「Aの固有値が0でない」ことを要求する理由だと考えました. しかし,r≠0かつθ=-π/2の場合は,√zが正則であるため,Aの固有値として虚部が負の純虚数が存在していても,√Aが定義できると考えてしまいます. ご教授願います.

  • 複素解析の問題を解いてみたのですが自信がないです。

    複素解析の問題を解いてみたのですが自信がないです。添削をお願いします! 問題: 一次分数変換w=(z+1)/(z-1)によって複素数の領域D={z| |z|<1}及びE={z| Re z>0}がどのような領域にうつされるかを求めよ 解答: Dにおいてz→1のときw→∞、z→-1のときw→0なのでうつされる領域D'はD'={w| w>0} Eにおいてz=αとする(αは正の実数) 0<α<1のときw<0、α>1のときw>0 よってうつされる領域E'はE'={w| |w|>0}

  • 変数係数の代数方程式

    簡単のため、2次での例をあげます。 x^2+a(z)x+b(z)=0 というxについての2次方程式を考えます。これはzを止めるごとに二つの複素数解を持ちます。もしa(z)とb(z)が連続であれば、zに関してそれらの二つの解は連続になります。もしa(z)とb(z)がともに正則関数なら、二つの解は判別式が0となる点を除いてzの正則関数になります。それらのことは、解の公式をみればただちにわかります。判別式が0になる点は代数的特異点になる可能性があり、周期2である可能性があります。この事実も解の公式をみればすぐにわかります。 これを一般化して、最高次の係数が1で、係数がzの関数になっているようなn次方程式を考えます。n個の解はそれぞれzの関数と考えることができますが、有限個の例外点をのぞけば、係数の連続性が解の連続性にそのまま遺伝すると考えられます。たとえば係数が連続なら、解も連続だし、係数がzに関して正則なら、解も有限個の点をのぞいて正則になるものと思われます。ただ、一般の場合は代数的な解の公式がありません。どうやってこの事実を証明したらよいでしょうか。ヒントでもよいのでご教示いただけたらと思います。おそらく複素解析を使うのがもっとも簡単だとは思うのですが。参考文献をあげていただけるだけでも構わないです。

  • 教えてください

    f(z)をC上の正則関数とする。このときもしある定数M(実数)があってすべてのz(複素)にたいしてRef<=Mならばf(z)はC上定数関数であることをexp(f(z))とリュービルの定理を用いてこたえよ