Função holomorfa









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Disambig grey.svg Nota: Se procura pelo(a) o holomorfo de um fungo, veja Teleomorfo.

Funções holomorfas são o objeto central do estudo da análise complexa. Estas funções são definidas sobre um subconjunto aberto do plano complexo C{displaystyle mathbb {C} }mathbb{C} com valores em C{displaystyle mathbb {C} }mathbb{C} que são diferenciáveis em cada ponto.[1]


Esta condição é muito mais forte que a diferenciabilidade em caso real e implica que a função é infinitamente diferenciável e que pode ser descrita mediante sua série de Taylor. O termo função analítica é frequentemente usada no lugar de "função holomorfa",[1] entretanto o termo "analítico" possui vários outros significados. Uma função que seja holomorfa sobre todo o plano complexo se diz função inteira. A frase "holomorfa em um ponto a∈C{displaystyle ain mathbb {C} }{displaystyle ain mathbb {C} }" significa não só diferenciável em a{displaystyle a}a, mas diferenciável em algum disco aberto centrado em a{displaystyle a}a, no plano complexo.




Índice






  • 1 Definição


  • 2 Propriedades


  • 3 Ver também


  • 4 Referências





Definição |


Se U{displaystyle U}U é um subconjunto aberto de C{displaystyle mathbb {C} }mathbb{C} e f:U→C{displaystyle f:Uto mathbb {C} }{displaystyle f:Uto mathbb {C} } é uma função[2], dizemos que f{displaystyle f}f é diferenciável complexa ou C{displaystyle mathbb {C} }mathbb{C}-diferenciável no ponto z0∈U{displaystyle z_{0}in U}{displaystyle z_{0}in U} se o limite


f′(z0)=limz→z0f(z)−f(z0)z−z0{displaystyle f'(z_{0})=lim _{zrightarrow z_{0}}{f(z)-f(z_{0}) over z-z_{0}}}{displaystyle f'(z_{0})=lim _{zrightarrow z_{0}}{f(z)-f(z_{0}) over z-z_{0}}}

existir.[3]


Este limite se toma aqui sobre todas as sucessões de números complexos que se aproximam de z0{displaystyle z_{0}}z_0, e para todas essa sucessões o quociente de diferenciais tem que resultar no mesmo número f′(z0){displaystyle f'(z_{0})}{displaystyle f'(z_{0})}. Intuitivamente, se f{displaystyle f}f é diferenciável complexa em z0{displaystyle z_{0}}z_0 e nas proximidades ao ponto z0{displaystyle z_{0}}z_0 da direção r{displaystyle r}r, então as imagens se aproximarão ao ponto f(z0){displaystyle f(z_{0})}{displaystyle f(z_{0})} a partir da direção f′(z0)r{displaystyle f'(z_{0})r}{displaystyle f'(z_{0})r}, onde o último produto é a multiplicação de números complexos. Este conceito de diferenciabilidade compartilha várias propriedades com a diferenciabilidade em caso real: é linear e obedece as regras da derivação do produto, do quociente, da cadeia e da função inversa.[3]


Se f{displaystyle f}f é complexa diferenciável em cada ponto z0∈U{displaystyle z_{0}in U}{displaystyle z_{0}in U}, dizemos que f{displaystyle f}f é holomorfa em U{displaystyle U}U.[1]



Propriedades |


A derivada de uma função complexa tem várias propriedades análogas à derivada de uma função real, como, por exemplo:



  • (f+g)′=f′+g′{displaystyle (f+g)'=f'+g'}{displaystyle (f+g)'=f'+g'}

  • (fg)′=f′g+fg′{displaystyle (fg)'=f'g+fg'}{displaystyle (fg)'=f'g+fg'}


etc. [3]


Algumas propriedades de funções holomorfas, porém, não tem equivalentes nas funções reais. Por exemplo:



  • Se a parte real, ou a parte imaginária, de uma função holomorfa for constante, então a função é constante.[1]

  • Se o módulo, ou o argumento, de uma função holomorfa for constante, então a função é constante.[3] O argumento, aqui, é o ângulo θ{displaystyle theta }theta obtido pela transformação z=r(cos⁡θ+isin⁡θ){displaystyle z=r(cos theta +isin theta ),}{displaystyle z=r(cos theta +isin theta ),}


Pelas propriedades acima, a função f:C→R0+{displaystyle f:mathbb {C} to mathbb {R} _{0}^{+}}{displaystyle f:mathbb {C} to mathbb {R} _{0}^{+}}, dada por f(z)=|z|{displaystyle f(z)=|z|,}{displaystyle f(z)=|z|,} não é holomorfa em nenhum aberto (pode-se provar diretamente que esta função não é diferenciável em nenhum ponto[3]).


Além disso, se uma função f:U→C{displaystyle f:Uto mathbb {C} }{displaystyle f:Uto mathbb {C} } é holomorfa no aberto U⊂C{displaystyle Usubset mathbb {C} }{displaystyle Usubset mathbb {C} } e é dada porf(z)=f(x+iy)=u(x,y)+iv(x,y){displaystyle f(z)=f(x+iy)=u(x,y)+iv(x,y)}{displaystyle f(z)=f(x+iy)=u(x,y)+iv(x,y)}, então satisfaz as equações de Cauchy-Riemann (∂u∂x=∂v∂y{displaystyle {big (}{frac {partial u}{partial x}}={frac {partial v}{partial y}}}{displaystyle {big (}{frac {partial u}{partial x}}={frac {partial v}{partial y}}} e u∂y=−v∂x){displaystyle {frac {partial u}{partial y}}=-{frac {partial v}{partial x}}{big )}}{displaystyle {frac {partial u}{partial y}}=-{frac {partial v}{partial x}}{big )}} para todo o z0∈U{displaystyle z_{0}in U}{displaystyle z_{0}in U}. O recíproco não é, em geral, verdade. A condição torna-se necessária e suficiente se for exigido que u{displaystyle u}u e v{displaystyle v}v sejam funções de classe C1{displaystyle C^{1}}C^{1}no ponto (x0,y0)∈R2{displaystyle (x_{0},y_{0})in mathbb {R} ^{2}}{displaystyle (x_{0},y_{0})in mathbb {R} ^{2}} tal que z0=x0+iy0{displaystyle z_{0}=x_{0}+iy_{0}}{displaystyle z_{0}=x_{0}+iy_{0}}.



Ver também |


  • Função antiholomorfa


Referências




  1. abcd Robert Friedman, Columbia University, Department of Mathematics, 2. Complex Functions and the Cauchy-Riemann Equations, 2.4 The Cauchy-Riemann equations


  2. «Faça exemplos com O Monitor». omonitor.io. Consultado em 24 de março de 2016 


  3. abcde Robert Friedman, Columbia University, Department of Mathematics, 2. Complex Functions and the Cauchy-Riemann Equations, 2.3 Complex derivatives [em linha]



  • Portal da matemática




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