正則領域
定義で述べられている集合の図
数学の多変数複素函数の理論において、正則領域(せいそくりょういき、英: domain of holomorphy)とは、その集合よりも大きい集合に拡張出来ないような正則函数がその集合上に存在するという意味において「極大」であるような集合である。
正式に言うと、n 次元複素空間 Cn{displaystyle {mathbb {C} }^{n}} 内のある開集合 Ω{displaystyle Omega }
が正則領域であるとは、Ω{displaystyle Omega }
上のすべての正則函数 f{displaystyle f}
に対して f=g{displaystyle f=g}
を U{displaystyle U}
上で満たす V{displaystyle V}
上の正則函数 g{displaystyle g}
が存在するような、空でない開集合 U⊂Ω{displaystyle Usubset Omega }
および空でない連結開集合 V⊂Cn{displaystyle Vsubset {mathbb {C} }^{n}}
で V⊄Ω{displaystyle Vnot subset Omega }
および U⊂Ω∩V{displaystyle Usubset Omega cap V}
を満たすものが存在しないことを言う。
n=1{displaystyle n=1} の場合、すべての開集合は正則領域である。すなわち、その領域の境界上の至る所で集積する零点を持つような正則函数を定義することが出来る。そのような境界はしたがって、逆函数の定義域に対する自然境界でなければならない[要出典]。n≥2{displaystyle ngeq 2}
に対しては、ハルトークスの補題によって、上述の主張は真にはならない。
目次
1 同値な条件
2 性質
3 関連項目
4 参考文献
同値な条件
領域 Ω{displaystyle Omega } に対して、以下の条件は同値である:
Ω{displaystyle Omega }は正則領域
Ω{displaystyle Omega }は正則凸
Ω{displaystyle Omega }は擬凸
Ω{displaystyle Omega }はレヴィ凸。すなわち、ある集合 Γ{displaystyle Gamma }
に対して Sn→S,∂Sn→Γ{displaystyle S_{n}rightarrow S,partial S_{n}rightarrow Gamma }
を満たすような解析的コンパクト曲面のすべての列 Sn⊆Ω{displaystyle S_{n}subseteq Omega }
に対し、S⊆Ω{displaystyle Ssubseteq Omega }
が成立する(∂Ω{displaystyle partial Omega }
は解析的曲面の列によって「内側から触れられる」ことはない)
Ω{displaystyle Omega }は局所レヴィ性を持つ。すなわち、すべての点 x∈∂Ω{displaystyle xin partial Omega }
に対して、x{displaystyle x}
の近傍 U{displaystyle U}
に対し、U∩Ω{displaystyle Ucap Omega }
上の正則函数 f{displaystyle f}
で x{displaystyle x}
のどのような近傍にも拡張できないものが存在する。
関係 1⇔2,3⇔4,1⇒4,3⇒5{displaystyle 1Leftrightarrow 2,3Leftrightarrow 4,1Rightarrow 4,3Rightarrow 5} は標準的な結果である。1⇒3{displaystyle 1Rightarrow 3}
については岡の補題を参照されたい。5⇒1{displaystyle 5Rightarrow 1}
の証明、すなわち局所的にのみ定義される拡張不可能な函数から、拡張を許さないような大域的正則函数を構成するという作業は、他のものと比べて困難である。この問題は、(エフジェニオ・エリア・レヴィ(Eugenio Elia Levi)に因み)レヴィの問題と呼ばれ、岡潔によって初めて解かれた。その後、ラース・ヘルマンダーは函数解析と偏微分方程式の手法を使ってその問題を解いた(∂¯{displaystyle {bar {partial }}}
-問題の帰結である)。
性質
Ω1,…,Ωn{displaystyle Omega _{1},dots ,Omega _{n}}が正則領域であるなら、それらの共通部分 Ω=⋂j=1nΩj{displaystyle Omega =bigcap _{j=1}^{n}Omega _{j}}
もまた正則領域である。
Ω1⊆Ω2⊆…{displaystyle Omega _{1}subseteq Omega _{2}subseteq dots }が正則領域の昇列であるなら、それらの合併 Ω=⋃n=1∞Ωn{displaystyle Omega =bigcup _{n=1}^{infty }Omega _{n}}
もまた正則領域である(ベーンケ=シュタインの定理を参照)。
- 正則領域 Ω1,Ω2{displaystyle Omega _{1},Omega _{2}}
の積 Ω=Ω1×Ω2{displaystyle Omega =Omega _{1}times Omega _{2}}
もまた正則領域である。
クザンの第一問題は正則領域において常に解くことが出来る。いくつかの位相空間論的な仮定の下では、クザンの第二問題も同様に正則領域において解くことが出来る。
関連項目
- ベーンケ=シュタインの定理
- レヴィ擬凸
- シュタイン多様体
参考文献
- Steven G. Krantz. Function Theory of Several Complex Variables, AMS Chelsea Publishing, Providence, Rhode Island, 1992.
- Boris Vladimirovich Shabat, Introduction to Complex Analysis, AMS, 1992
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