正規族、蒙泰爾定理與黎曼映射定理

局部有界族(locally bounded family)

局部有界族是一群函數,雖然它未必在整個定義域上共用一個天花板,卻在每個緊(有界閉)的內部部分上共用一個天花板。想像一個定義域,其上的函數可能朝邊界衝高——這是允許的——只要在任何固定的內部小塊上,族中所有函數都待在同一根橫桿之下。這是驅動蒙泰爾定理的精確假設。

嚴格地說,開區域 D 上的函數族 F 是局部有界的,若對 D 的每個緊子集 K,存在單一常數 M(可依賴 K,但不依賴函數),使得對所有 z 屬於 K 與所有 f 屬於 F 都有 |f(z)| <= M。決定性的特徵是:在每個緊集上,這個界對整個族是一致的:對所有人是同一個 M,而非每個函數各有一個界。等價地說,D 的每一點都有一個鄰域,使得 F 的所有函數在其上同時有界。注意它與「整體有界」(對整個 D 只有一個 M)的對比:局部有界較弱也常見得多,因為它容忍在 D 邊緣附近的爆增。

這是蒙泰爾定理的輸入:全純函數的局部有界族是正規的。局部有界之所以是正確的假設,是因為對全純函數而言,柯西估計把圓盤上 |f| 的界升級為稍小圓盤上 |f'| 的界,而導數的一致界就是等度連續——直接餵入阿爾澤拉-阿斯科利。誠實的提醒:對一般連續函數,局部有界並不蘊含正規(你還需要等度連續,而它可能失效)。「局部有界 -> 正規」這個蘊含是全純所特有的,因為在那裡導數被函數的大小所控制。

在開單位圓盤上考慮 F = { f_a(z) = 1/(1 - a z):|a| <= 1/2 }。在每個緊圓盤 |z| <= r(r < 1)上,分母遠離零,|1 - a z| >= 1 - (1/2) r,故 |f_a(z)| <= 1/(1 - r/2)——對它們全體有一個界。F 局部有界,因而由蒙泰爾為正規。

每個緊集一個界,對整個族一致——這就是局部有界的實際運作。

局部有界比整體有界弱,並容忍朝邊界的增長。從「局部有界」躍至「正規」依賴全純(透過柯西估計);對任意連續函數族這是假的。

又称
uniformly bounded on compacta緊集上一致有界的族內閉有界族