Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Grundlegende Tatsache der Funktionentheorie

Die Cauchy-Riemannschen partiellen Differentialgleichungen (auch: Cauchy-Riemannsche Differentialgleichungen oder Cauchy-Riemann-Gleichungen) im mathematischen Teilgebiet der Funktionentheorie sind ein System von zwei partiellen Differentialgleichungen zweier reell-wertiger Funktionen.

Sie schlagen eine Brücke von den reell-differenzierbaren Funktionen zu den komplex-differenzierbaren der (komplexen) Funktionentheorie .

Zum ersten Mal tauchen sie 1752 bei d’Alembert auf. Euler verband dieses System 1777 mit den analytischen Funktionen. In einem rein funktionentheoretischen Kontext erscheinen sie 1814 bei Cauchy und 1851 in Riemanns Dissertation.

Definition

Die Cauchy-Riemannschen Differentialgleichungen (CRDG) sind das System von zwei Differentialgleichungen zweier reellwertiger Funktionen Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  in zwei reellen Variablen  Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften :

    Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  (CRDG)

Beziehung zu den holomorphen Funktionen

Vergleiche hierzu auch den Abschnitt Erläuterungen im Artikel über holomorphe Funktionen.

Isomorphie zwischen der reellen Ebene und den komplexen Zahlen

Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  ist in natürlicher Weise ein zweidimensionaler reeller Vektorraum mit der kanonischen Basis Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften . Dies gibt Anlass zu einer natürlichen Identifikation Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften . Ein Punkt Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  hat die reellen kartesischen Koordinaten Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften , oder kurz Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften . Eine komplexwertige Funktion Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  auf einer offenen Teilmenge von Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  kann man daher durch Zerlegung in ihren Real- und Imaginärteil Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  als eine Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften -wertige Funktion von zwei reellen Variablen Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  auffassen.

Komplexe Differenzierbarkeit

Ein wichtiges elementares Resultat der Funktionentheorie ist die Beziehung zwischen den Lösungen der Cauchy-Riemannschen Differentialgleichung und den holomorphen (also den auf einer offenen Menge Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  komplex differenzierbaren) Funktionen.

Eine Funktion Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  ist auf Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  nämlich genau dann komplex differenzierbar, wenn ihre Entsprechung Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  auf Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  (reell) differenzierbar ist und die Funktionen Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  und Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  die Cauchy-Riemannschen Differentialgleichungen erfüllen. In diesem Fall gilt Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften .

Insbesondere klärt diese Aussage den Zusammenhang zwischen komplexer und reeller Differenzierbarkeit von Abbildungen der Ebene in die Ebene. Weiter kann sogar gezeigt werden, dass die Begriffe holomorph und analytisch äquivalent sind. Für weitere äquivalente Charakterisierungen siehe Holomorphe Funktion#Holomorphe Funktionen mehrerer Veränderlicher.

Herleitung

Wenn Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  in Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  komplex differenzierbar ist, dann existiert

    Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften 

für jedes Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften . Durch Auflösen nach Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  ergibt sich

    Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften 

Zerlegt man Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  und Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften , so erhält man

    Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften 

Dies zeigt, dass Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  total differenzierbar ist und die partiellen Ableitungen von Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  gegeben sind durch

    Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften 

Beispiel

Die Funktion Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften , Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  ist holomorph, denn ihr Realteil Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  und ihr Imaginärteil Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  sind reell differenzierbar und es gilt

    Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften ,
    Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften .

Weitere Eigenschaften

Polarkoordinaten

Man kann die Cauchy-Riemannschen Differentialgleichungen auch in anderen Koordinaten als den kartesischen darstellen. Im Folgenden wird die Darstellung in Polarkoordinaten erläutert. Eine Darstellung einer komplexen Zahl in Polarform ist Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften . Dies führt dazu, dass man die partiellen Ableitungen von Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  nach Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  beziehungsweise Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  zu betrachten hat. Für diese gilt

    Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften 

Daraus folgt mit Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften :

    Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften 

Da beide Klammern verschwinden müssen, gilt:

    Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften 

und

    Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften 

Dies sind die Cauchy-Riemannschen Differentialgleichungen in Polarkoordinaten.

Beziehung zu den konformen Abbildungen

Die komplexe Darstellung der Cauchy-Riemannschen Differentialgleichungen ist

    Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften 

Diese Form der Gleichung entspricht der Forderung, dass in der Matrixdarstellung der komplexen Zahlen die Jacobi-Matrix die folgende Struktur hat

    Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften      mit     Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften 

Die zu diesen Matrizen gehörenden linearen Abbildungen sind, sofern Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  und Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  nicht beide null sind, Drehstreckungen im Raum Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften , dabei ist Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  und Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften , wobei Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  der Skalierungsfaktor und Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  der Drehwinkel ist. Diese Abbildung ist somit winkel- und orientierung­streu; das heißt, der (orientierte) Winkel zwischen zwei Kurven in der Ebene bleibt erhalten. Funktionen, die die Cauchy-Riemannschen Differentialgleichungen erfüllen und deren Ableitung in keinem Punkt verschwindet, sind also konform.

Darstellung durch den Cauchy-Riemann-Operator

In diesem Abschnitt wird eine kompaktere Schreibweise der Cauchy-Riemannschen Differentialgleichungen aufgezeigt. Dabei wird ersichtlich, dass in Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  holomorphe Funktionen unabhängig vom komplex konjugierten Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  sein müssen.

Eine komplexe Zahl Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  und ihre komplex konjugierte Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  hängen mit Realteil Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  und Imaginärteil Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  mittels der Gleichungen

    Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften 

zusammen.

Aufgrund dieses Zusammenhangs erscheint es sinnvoll die Differentialoperatoren

    Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften 

zu definieren. Der Operator Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  heißt Cauchy-Riemann-Operator, und der Kalkül dieser Operatoren wird Wirtinger-Kalkül genannt. Mit der komplexen Darstellung der Cauchy-Riemannschen Differentialgleichungen aus dem vorigen Abschnitt erhält man die Gleichung

    Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften 

Hier konnte die partielle Ableitung nach der komplex konjugierten Variable identifiziert werden. Die Gleichung

    Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften    bzw.   Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften 

ist eine alternative Darstellung der Cauchy-Riemannschen Differentialgleichungen und bedeutet, dass wenn Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  holomorph ist, es unabhängig von Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  sein muss. Somit können analytische Funktionen als wirkliche Funktionen einer komplexen Variable anstatt einer komplexen Funktion von zwei reellen Variablen angesehen werden.

Beziehung zu den harmonischen Funktionen

Seien Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  und Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  Funktionen wie im Abschnitt „Isomorphie zwischen der reellen Ebene und den komplexen Zahlen“. Dann sind Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  und Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  harmonische Funktionen, falls Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  holomorph ist. Dann sind nämlich Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  und Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  zweimal stetig differenzierbar (sie sind sogar glatt) und erfüllen die Cauchy-Riemannschen Differentialgleichungen. Beispielsweise für Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  folgt dann mit dem Satz von Schwarz

    Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften ,

also Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  mit dem Laplace-Operator Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften . Eine analoge Rechnung gilt für Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  und ergibt Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften .

Aus dem Lemma von Weyl folgt, dass jede Distribution Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften , die die Cauchy-Riemannschen Differentialgleichungen im distributionellen Sinn löst, regulär sein muss. Daher sind also auch distributionelle Lösungen der Cauchy-Riemannschen Differentialgleichungen holomorphe Funktionen.

Physikalische Interpretation

Diese Interpretation verwendet nicht direkt komplexe Variablen. Es sei eine Funktion Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  gegeben mit Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften . Die skalaren Felder Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  und Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  sollen die Cauchy-Riemannschen Differentialgleichungen erfüllen (beachte andere Vorzeichenkonvention):

    Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften 

Betrachte nun das Vektorfeld Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  als reeller dreikomponentiger Vektor:

    Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften 

Dann beschreibt die erste Cauchy-Riemannsche Differentialgleichung die Quellen­freiheit:

    Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften 

und die zweite Gleichung beschreibt die Rotations­freiheit:

    Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften 

Somit ist Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  quellenfrei und besitzt ein Potential. In der Strömungslehre beschreibt solch ein Feld eine zweidimensionale Potentialströmung.

Inhomogene Cauchy-Riemannsche Differentialgleichung in einer Veränderlichen

Definition

Die inhomogene Cauchy-Riemannsche Differentialgleichung hat die Darstellung

    Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften 

dabei ist Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  der Cauchy-Riemann-Operator, Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  ist eine gegebene Funktion und Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  ist die gesuchte Lösung. Dass Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  den oben definierten homogenen Cauchy-Riemannschen Differentialgleichungen entspricht, wird weiter oben im Artikel schon angesprochen. Die Theorie der inhomogenen Cauchy-Riemannschen Differentialgleichung ist für Lösungen in Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  verschieden von Lösungen in Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  mit Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  und wird hier in zwei unterschiedlichen Abschnitten angerissen.

Fundamentallösung

Für Dimension Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  ist die Fundamentallösung des Cauchy-Riemann-Operators Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  durch Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  gegeben. Das heißt, die durch die Funktion Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  erzeugte Distribution löst die Gleichung Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften , wobei Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  die Delta-Distribution ist. Sei Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  eine glatte Testfunktion mit kompaktem Träger, dann sieht man die Gültigkeit der Aussage aufgrund

    Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften 

Integraldarstellung

Für Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  mit Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  erhält man mit

    Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften 

eine Lösung der inhomogenen Cauchy-Riemannschen Differentialgleichung Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  mit Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften .

Inhomogene Cauchy-Riemannsche Differentialgleichung in mehreren Veränderlichen

Im Folgenden sei Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  die Dimension des zugrundeliegenden Raum beziehungsweise die Anzahl der Komponenten einer Funktion.

Definition

Die inhomogene Cauchy-Riemannsche Differentialgleichung hat in mehreren Veränderlichen ebenfalls die Darstellung

    Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften 

dabei ist Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  der Dolbeault-Quer-Operator, Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  ist eine gegebene Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften -komplexe Differentialform mit kompaktem Träger und Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  ist die gesuchte Lösung. Explizit bedeutet dies, dass das System

    Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften 

von partiellen Differentialgleichungen für Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  gelöst werden muss. Der Differentialoperator Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  ist der Cauchy-Riemann-Operator.

Notwendige Bedingung

Für Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  ist die Voraussetzung Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  notwendig. Man sieht dies, wenn man auf beiden Seiten der Gleichung den Dolbeault-Quer-Operator anwendet. So erhält man nämlich Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften , da für den Dolbeault-Operator auf Differentialformen Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  gilt, muss Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  gelten. Da Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  eine (0,1)-Form ist, bedeutet Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  nicht, dass Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  eine holomorphe Differentialform ist, denn nur (p,0)-Formen, die diese Gleichung erfüllen, heißen holomorph.

Existenzaussage

Sei Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  eine (0,1)-Form mit Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  und Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften . Dann existiert eine Funktion Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften , so dass die Cauchy-Riemannsche Differentialgleichung Cauchy-Riemannsche Partielle Differentialgleichungen: Definition, Beziehung zu den holomorphen Funktionen, Weitere Eigenschaften  erfüllt ist.

Literatur

  • Eberhard Freitag, Rolf Busam: Funktionentheorie. 1. Band. 3. neu bearbeitete und erweiterte Auflage. Springer, Berlin u. a. 2000, ISBN 3-540-67641-4 (Springer-Lehrbuch).
  • Lars Hörmander: An Introduction to Complex Analysis in Several Variables. 2. revised edition. North-Holland Pub. Co. u. a., Amsterdam u. a. 1973, ISBN 0-7204-2450-X (North-Holland mathematical Library, 7).

Einzelnachweise

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