柯西積分公式及其推論
最大模原理(maximum modulus principle)
若一個非常數的解析函數活在某區域上,它的大小 |f| 不能在內部任何地方達到峰值。|f| 在一個有界閉區域上的任何最大值,只在邊界上達到。解析函數沒有量值的內部山頂——要找它哪裡最大,就往邊緣看。
其機制是平均值性質。因為 f(z_0) 等於 f 沿 z_0 周圍小圓的平均,模 |f(z_0)| 不超過 |f| 沿該圓的平均。若 |f(z_0)| 是嚴格的內部最大值,則每個鄰近值都不會更大,然而它們的平均又等於圓心——這只有在它們全都恰好等於 |f(z_0)| 時才可能。把這推廣到處處,便逼出 |f| 在某鄰域上為常數,接著恆等定理便逼出 f 本身在整個連通區域上為常數。所以非常數的 f 根本不可能在內部有這樣的峰。
這條原理是偉大的剛性工具之一。它給出邊界值問題的唯一性:兩個在邊界上相等的解析函數在內部也必相等(把原理用在它們的差上)。它支撐著施瓦茨引理、弗拉格門-林德勒夫估計,以及三線與三圓定理。誠實的警語:它界定的是 |f| 這個模,而非單獨的實部或虛部(後者不以同樣簡單的方式成立),且邊界最大值只有在區域有界且 f 連續延拓到它上面時才達到。
在閉單位圓盤上,f(z) = z 的 |f(z)| = |z| 不超過 1,最大值 1 只在邊界圓 |z| = 1 上達到,而從不在內部點達到。
非常數解析函數的模在邊界上達到峰值。
原理約束的是 |f|,而非直接約束實部 Re f 或虛部 Im f——儘管後者作為調和函數滿足它們自己的最大原理;且在無界區域上,若無額外的增長條件,邊界最大值可能失效(弗拉格門-林德勒夫)。
又稱
另見