Maksimum ilkesi (karmaşık analiz)

Matematiğin bir alt dalı olan karmaşık analizde maksimum ilkesi veya maksimum modülüs prensibi veya en büyük mutlak değer teoremi holomorf bir $f$ fonksiyonunun tanım kümesi olan bir bölgede fonksiyonun mutlak değeri olan $|f|$ 'nin yerel bir maksimuma sahip olamayacağını belirten önemli bir sonuçtur.

Başka bir deyişle, f ya sabit bir fonksiyondur ya da f 'nin tanım kümesi olan bölgede bulunan her z₀ için, z₀ 'a keyfi derecede yakın ve |f |'nin z₀'da alacağı değerden daha büyük değerler veren noktalar bulunur.

Teoremin kesin ifadesi

C 'nin bağlantılı, açık bir alt kümesi olan D bölgesinde tanımlı, holomorf ve karmaşık değerler alan bir f fonksiyonunu alalım. Eğer z₀, kendi etrafındaki belli bir komşuluğundaki tüm z ler için

|f(z_{0})|\geq |f(z)|

özelliğini sağlayan bir nokta ise, o zaman f, D üzerinde, sabittir.

Teoremin kanıtları ve sonuçları

Teoremin değişik kanıtları mevcuttur:

Teoremin en basit kanıtı, açık gönderim teoremini varsaymakla gerçekleşir. Eğer fonksiyon sabit değilse ve fonksiyonun mutlak değeri yerel bir maksimuma sahipse, o zaman bu yerel maksimum ulaşıldığı nokta etrafındaki, D içinde kalan bir açık komşuluk açık gönderim teoremi sayesinde açık bir kümeye gönderilecektir. Bu açık kümede ise, bariz bir şekilde mutlak değeri $f(z_{0})$ 'nun mutlak değerinden daha büyük noktalar vardır ve bu bir çelişkidir.

Bir diğer kanıtın genel fikri ise şudur: f 'nin karmaşık doğal logaritması olan

log f(z) = log |f(z)| + i arg f(z)

eşitliğini kullanarak ve holomorf fonksiyonların gerçel ve sanal kısımlarının harmonik fonksiyon olduğu gerçeğini gözlemleyerek log |f(z)| 'nin harmonik olduğunu elde ederiz. z₀ bu fonksiyon için de yerel bir maksimum olacağı sebebiyle, maksimum ilkesi de kullanılarak, |f(z)| 'nin sabit olduğu elde edilir. O zaman, Cauchy-Riemann denklemlerini kullanarak f'(z)=0 olduğunu gösteririz ve bu sayede, f(z)'nin de sabit olduğu gösterilir.

Teoremin hemen arkasından elde edilen bir sonuç ise minimum ilkesidir ve şu bu ilke de şu şekilde ifade edilir: Eğer f, sınırlı bir D bölgesi üzerinde holomorf, bu bölgenin sınırı üzerinde sürekli ise ve f 'nin bu bölge üzerinde sıfırı yoksa, o zaman |f (z)| minimum değerini sınır üzerinde alır.

Uygulamalar

Maksimum ilkesinin karmaşık analizin değişik yerlerinde birçok kullanımı vardır. Mesela, şu durumlarda kullanılabilir:

Cebirin temel teoremini kanıtlamada (Değişik kaynaklarda bu teoremin bu ilke vasıtasıyla kanıtlandığı görülebilir.),
Schwarz önsavının kanıtlanmasında (ki bu önsavın karmaşık analizin birçok yerinde uygulaması mevcuttur.),
Phragmen-Lindelöf ilkesinin kanıtlanmasında (ki bu ilke de bu maddede açıklanan maksimum ilkesinin sınırsız bölgelere genişletilmesidir.).

Kaynakça

E.C. Titchmarsh, The Theory of Functions (2. baskı) (1939) Oxford University Press. (5. üniteye bakınız)
E.D. Solomentsev (2001), "Maximum-modulus principle", Hazewinkel, Michiel (Ed.), Encyclopaedia of Mathematics, Kluwer Academic Publishers, ISBN 978-1556080104

Dış bağlantılar

İlgili Araştırma Makaleleri

Matematikte cebirin temel teoremi karmaşık değişkenli polinomların köklerinin varlığıyla ilgili temel bir sonuçtur. D'Alembert-Gauss teoremi olarak da anılmaktadır.

Karmaşık analiz ya da başka bir deyişle kompleks analiz, bir karmaşık değişkenli fonksiyonları araştıran bir matematik dalıdır. Bir değişkenli karmaşık analize ya da çok değişkenli karmaşık analizle beraber tümüne karmaşık değişkenli fonksiyonlar teorisi de denilir.

Karmaşık analizde holomorf fonksiyonlar için özdeşlik teoremi, bağlantılı açık bir D kümesi üzerinde verilmiş olan f ve g gibi iki holomorf fonksiyon D içindeki bir z noktasının komşuluğunun üzerinde eşit olursa, o zaman bu iki fonksiyonun D üzerinde eşit olduklarını ifade eder. Bu yüzden, holomorf bir fonksiyon tamamıyla, D içinde muhtemelen çok küçük bir komşuluktaki değerleriyle belirlenir. Bu durum, gerçel türevlenebilir fonksiyonlar için doğru değildir. Karşılaştırıldığında, holomorfluk veya karmaşık türevlenebilirlik, daha esnek olmayan bir fikirdir.

Karmaşık analizde, tam fonksiyon veya başka bir deyişle integral fonksiyonu, karmaşık düzlemin tümünde holomorf olan karmaşık değerli bir fonksiyondur. Tam fonksiyonların tipik örnekleri polinomlar, üstel fonksiyon ve bunların toplamları, çarpımları ve bileşkeleridir. Her tam fonksiyon tıkız kümeler üzerinde düzgün bir şekilde yakınsayan kuvvet serileri ile temsil edilebilir. Doğal logaritma ya da karekök fonksiyonu tam bir fonksiyona uzatılamaz.

Matematiğin bir dalı olan karmaşık analizde, Giacinto Morera'nın ardından adlandırılan Morera teoremi, bir fonksiyonun holomorf olduğunu kanıtlamak için kullanılan temel bir sonuçtur. İtalyan matematikçi Giacinto Morera'nın adını taşımaktadır.

Matematiğin bir dalı olan karmaşık analizde, Augustin Louis Cauchy'nin ismine atfedilen Cauchy integral teoremi, karmaşık düzlemdeki holomorf fonksiyonların çizgi integralleri hakkında önemli bir teoremdir.

Karmaşık analizde, esaslı tekillik veya daha düzgün bir söylenişle bir fonksiyonun esaslı tekilliği, fonksiyonun çok uç bir davranış gösterdiği katı bir tekilliktir.

Karmaşık analizde Charles Émile Picard'ın ismine atfedilen Picard teoremi analitik bir fonksiyonun görüntü kümesiyle ilişkin ayrı ayrı ama yine de birbirine bağlı iki teoremdir.

Matematiğin bir alt dalı olan karmaşık analizde, Liouville teoremi tam fonksiyonların sınırlılığıyla ilgili temel bir teoremdir.

Karmaşık analizde açık gönderim teoremi, U, karmaşık düzlem C 'nin bağlantılı açık bir altkümesiyse ve f : U → C sabit olmayan holomorf bir fonksiyonsa, o zaman f 'nin açık gönderim olduğunu ifade eder.

Karmaşık analizde, bir kaldırılabilir tekillik veya daha düzgün bir söylemle, bir holomorf fonksiyonun kaldırılabilir tekilliği, fonksiyonun görünüşte holomorf olmadığı; ancak daha yakın bir incelemeden sonra fonksiyonun tanım kümesinin bu tekilliği de içerecek şekilde genişletilebileceği bir noktadır.

Meromorf fonksiyon, özellikle karmaşık analizde, bir fonksiyon çeşidi. Daha açık bir ifadeyle, meromorf fonksiyon, karmaşık düzlemin açık bir D kümesi üzerinde fonksiyonun kutup noktalarından oluşan belli bir korunmalı noktalar kümesi haricinde D 'nin geriye kalan diğer noktalarının tümünde holomorf olan fonksiyondur. Meromorf kelimesi Yunanca "kısım", "parça" anlamına gelen “meros” ve "tüm", "bütün" anlamına gelen “holos” kelimelerinin tezat bir birleşiminden ortaya çıkmış bir kelimedir.

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.

Matematiğin bir alt dalı olan karmaşık analizde Blaschke çarpımı, açık birim dairede bütün sıfırlarının önceden belirli bir karmaşık dizinin elemanlarında olması için oluşturulmuş sınırlı, holomorf bir fonksiyondur.

Matematiğin bir alt dalı olan karmaşık analizde, holomorf bir f fonksiyonunun sıfırı veya kökü f(a) = 0 eşitliğini sayılan karmaşık a sayısına verilen bir addır. Başka bir deyişle, holomorf fonksiyonların sıfır değerini aldığı karmaşık sayılara o fonksiyonun sıfırları adı verilir.

Matematikte Hardy teoremi, karmaşık analizde holomorf fonksiyonların büyüme davranışlarıyla ilgili bir sonuçtur.

Matematiğin bir alt dalı olan karmaşık analizde Hadamard üç çember teoremi veya sadece üç çember teoremi holomorf fonksiyonların çember üzerindeki maksimum değerleriyle ilgili bir sonuçtur.

Holomorf fonksiyonlar karmaşık analizin temel çalışma araçlarından biridir. Bu fonksiyonlar karmaşık düzlemin yani C'nin açık bir altkümesinde tanımlı, bu altkümedeki her noktada karmaşık anlamda türevli ve aldığı değerler yine C içinde olan fonksiyonlardır.

Karmaşık analizde Casorati-Weierstrass teoremi, holomorf fonksiyonların esaslı tekillikler civarındaki olağanüstü davranışlarını açıklayan bir ifadedir. Teorem, Karl Theodor Wilhelm Weierstrass ve Felice Casorati'ye atfen isimlendirilmiştir.

Matematiğin bir alt dalı olan karmaşık analizde, holomorfluk bölgesi, üzerinde tanımlı olan holomorf fonksiyolardan en az bir tanesinin daha büyük bir bölgeye holomorf özelliğini koruyarak devam ettirelemediği bölgelere verilen addır. Karmaşık düzlemdeki açık kümelerin hepsi holomorfluk bölgesidir. Ancak, karmaşık düzlemde geçerli olan bu sonucun dengi bir sonuç yüksek boyutlu uzayda herhangi bir bölge için geçerli değildir. Bu yüzden, holomorfluk bölgelerin belirleyici özelliklerini bulmak yirminci yüzyılın ilk yarısında çok değişkenli karmaşık analizde en yoğun çalışılmış konulardan birisi olmuştur. Bu farklılığı ilk defa Fritz Hartogs göz önüne sermiştir ve sonuç en genel haliyle Hartogs devam (genişleme) teoremi olarak bilinmektedir.

Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.