Schwarz önsavı

Suskun

V.I.P
V.I.P
Matematiğin bir alt dalı olan karmaşık analizde Schwarz önsavı, karmaşık düzlemdeki birim daire üzerinde tanımlı ve değer kümesi yine aynı birim daire olan holomorf fonksiyonların aldığı değerlerin üzerine kestirimler veren önemli bir sonuçtur. Her ne kadar bilim dizininde önsav olarak isim almışsa da kendi başına önemli bir teoremdir. Bu sonuç, günümüzde herhangi bir karmaşık analiz kitabında ifade edilen şeklinden daha farklı bir şekilde ilk defa Alman matematikçi Hermann Amandus Schwarz tarafından kendi doktora tezinde ifade edilmiştir. Sonucu günışığına çıkarıp günümüzdeki ifadesini yazan ve aynı zamanda bu önsavın tanınmasını sağlayan matematikçi ise Yunan matematikçi Constantin Carathéodory olmuştur.

Karmaşık analizin diğer önemli sonuçlarına göre daha kolay bir kanıta sahip olmasına ve bunun yanında basit bir sonuç olmasına rağmen, Schwarz önsavı yine de karmaşık analizin merkezi bir kullanım aracı haline gelmiştir. Bunun nedeni ise, Riemann tasvir teoremi gibi önemli teoremlerin kanıtlanmasında ve yine karmaşık analizin geliştirilmesinde sıkça kullanılan bir sonuç olmasıdır.


Schwarz önsavı'nın ifadesi

17a0ecde34e09b214ea3f77341f73953.png
karmaşık düzlemdeki birim daire olsun.
6170bf27bd81bce70da05958f91f4018.png
fonksiyonu da
bf37f3234c40960bf4a5132a9fdfd1dc.png
koşulunu sağlayan holomorf bir fonksiyon olsun. O zaman, her
2890fbb92c3cb3b5566db682c96c9d29.png
için

*
a663849f766474286374a9131e266799.png


*
5a8947e9ae137a3d9684ef29346e8af1.png


eşitsizlikleri vardır.

Ayrıca, 0 'a eşit olmayan bir
2890fbb92c3cb3b5566db682c96c9d29.png
için

*
e92bc05fb7da409bfea0fe829b0b1da5.png
eşitliği

veya

*
a4c2c58f0398232675e749407021101d.png
eşitliği

varsa, o zaman f bir döndürme fonksiyonudur; yani, birim çember üzerindeki bir a karmaşık sayısı için
f5dc94c1450b8d0683b096b65fab1049.png
olarak yazılabilir.
 
Kanıt

Kanıt aslında karmaşık analizdeki maksimum ilkesini
d193fd91487455d71d9669ee186e6aa0.png
fonksiyonuna uygulamaktadır.
bf37f3234c40960bf4a5132a9fdfd1dc.png
, olduğu için paydadaki z değerinin g fonksiyonunun holomorfluğunu bozacak bir etkisi yoktur. Bunu daha kesin bir dille anlatmak için Riemann kaldırılabilir tekillik teoremi kullanılabilir. O yüzden, g de birim daire üzerinde holomorf bir fonksiyondur. r < 1 için
9d56b314063183f7a1a6607d784822b3.png



kapalı dairelerine bakalım. g, Dr 'lerin her birinde holomorf olduğu için, g 'ye maksimum ilkesini uygulayabiliriz. O zaman, Dr 'deki her z 'den bağımsız olarak Dr'nin sınırı olan çemberin üzerinde bir zr sayısı vardır öyle ki her
4d3c60ed065480e2dee417cfe6eb92b9.png
için
29533160a7a8a5fea35e608dfca54e26.png
eşitsizliği sağlanır. Daha açık bir şekilde yazarsak ve varsayımlarımızı da kullanırsak, o zaman
4f1ca53d95d2fe96f3c4a5c97aab5f3c.png



elde ederiz. Ancak, burada aldığımız Dr birim dairenin içinde kalan ve 0 merkezli olan keyfi bir daireydi. Son elde ettiğimiz eşitsizlikte here iki tarafın r 1'e soldan giderken limitini alırsak,
8457e6c4f7a58a2f6b4009664e36d5cd.png


elde ederiz ki bu da 0'dan farklı her z için
a663849f766474286374a9131e266799.png
eşitsizliğini verir. Bu eşitsizlik, 0 noktasında f 0 değerini aldığı için zaten vardır. O halde, önsavın ifadesinde geçen ilk sonuç elde edilir.

İkinci sonucu elde etmek içinse, sırasıyla f 'nin 0 noktasındaki türevinin tanımını, g 'nin tanımını ve son olarak g için yukarıda elde edilen eşitsizliği kullanmak yeterli olacaktır:

035a27a10aa8ba3a1a30499d7dbc48ad.png


Ayrıca, D 'de 0'dan farklı bir z0 sayısı için |g(z0)| = 1 eşitliği varsa, o zaman g 'ye yine maksimum ilkesini uygulayıp g 'nin bir sabit fonksiyon olduğunu elde ederiz. |g|, z0 noktasında 1 değerini aldığı içinse, bu sabit fonksiyonun mutlak değerinin 1 olduğu sonucuna varırız. O zaman, birim çember üzerindeki bir a karmaşık sayısı için
c12fc632db77ef436e6323b4daa1a314.png
ve bu yüzden
f5dc94c1450b8d0683b096b65fab1049.png
eşitliği vardır. Yine,
a4c2c58f0398232675e749407021101d.png
, eşitliği varsa o zaman yukarıda f 'nin 0 noktasındaki türevi için yazdığımız ifadeden g 'nin 0'daki değerinin 1 olduğunu çıkarırız. İlk durumdaki tartışmanın aynısı yine istediğimiz sonucu verecektir.
 
Geri
Top