複製鏈接
請複製以下鏈接發送給好友

劉維爾定理

鎖定
劉維爾(Liouville)定理是複變函數中的基本定理之一,其內容可簡單描述為“一個有界的整函數必是常函數"。
注:整函數為在有限複平面上解析的複函數。
中文名
劉維爾定理
外文名
Liouville's theorem
提出者
劉維爾(Joseph Liouville)
應用學科
複變函數

劉維爾定理定理內容

如果整函數
在整個平面上有界,即對所有
滿足不等式
,則
必為常數。
可簡單描述為:一個有界的整函數必是常函數。
注:(1) 定理內容在實數範圍內不成立;
(2) 定理的逆命題成立,即常數是有界常函數。

劉維爾定理定理證明

是平面上任一點,對以
為中心,任意正數
為半徑的圓周,利用柯西不等式,得:
而且,由於
可以任意大,所以,必有
,即
,由於點
是任意的,故
必為常函數。 [1] 

劉維爾定理重要推論

一、逆否命題:非常數的整函數必無界。 [2] 
二、若
為有界整函數,則:
(1)
的逆也為有界整函數
(2)
(3)
為常數
三、幾何意義
非常數整函數
的值既不能全含於某一圓內,也不能全含於某一圓外。

劉維爾定理應用

劉維爾定理作為複變函數的基本定理之一,有着廣泛的應用,可以直接或間接的證明推導出很多其他的定理:如代數學基本定理,複平面C上的最大模原理等等,是一種有效的證明手段。
[2]  :設整函數
且存在實數
,使得
,則
為常數。
證明:∵
為整函數
也為整函數
取:
,則
也為整函數
又∵
由劉維爾定理可知
為常數
也為常數,得證
參考資料
  • 1.    嚴鎮軍.複變函數:中國科學技術大學出版社,2010年4月
  • 2.    複變函數論中劉維爾定理的應用與推廣,張慶,唐山師範學院數學與信息科學系