正規族、蒙泰爾定理與黎曼映射定理

蒙泰爾基本正規性判別法(Montel's fundamental normality test)

/ mon-TELL /

日常的蒙泰爾定理以函數的數值界換來正規性。它遠為深刻的表親——有時稱為蒙泰爾大定理——以純粹幾何的假設、完全不靠界,換來同樣的緊性:只要族中每個函數都「避開」兩個固定值就夠了。若你的全純函數沒有一個曾等於比如 0 或 1,則無論函數變得多大,該族自動正規。錯過僅僅兩個目標,竟然就和有界一樣好。

嚴格地說:固定兩個相異複數 a 與 b。設 F 是區域 D 上的全純函數族,使得 F 中沒有 f 在 D 上取值 a 或值 b。則 F 在 D 上正規(此時允許極限無窮)。其背後的機制是三punctured球面(去掉三點的球面)的雙曲幾何:把兩個被省略的值(與無窮)挖掉的平面承載一個完備的雙曲度量,而每個避開 a 與 b 的函數對該度量是距離不增的。那份收縮恰好是阿爾澤拉-阿斯科利/蒙泰爾論證所需的等度連續——有界被度量收縮所取代。此結果推廣並包含皮卡定理:省略兩值的非常數整函數不可能存在,因為這樣的族會以一種迫使函數為常數的方式正規。

這個判別法是複動力系統的引擎,在那裡人們研究有理或整映射的迭代 f、f∘f、f∘f∘f……。法圖集按定義就是這族迭代正規之處,而基本正規性判別法是在候選區域上證明正規性的標準工具;混沌的茱莉亞集是其補集。誠實的提醒:「兩」這個數是緊的。只省略一個值不夠——例如整函數 e^(nz) 全都避開 0,卻在虛軸附近不構成正規族。而此處收斂子序列的極限可能是常數無窮,故這是擴充(球面)意義下的正規性。

設 F 是區域 D 上所有從不取值 0 或 1 的全純函數。由基本正規性判別法,F 是正規的——即使 F 中的函數可能無界。相對地,{ e^(n z):n = 1, 2, 3, ... } 僅省略單一值 0,在虛軸附近並非正規,那裡模劇烈振盪。

省略兩個值迫使正規;只省略一個(此處 0)則不然。

恰好兩個被省略值的門檻是緊的,且正是皮卡定理背後的同一門檻。此處子序列極限可能是常數無窮,故這是球面意義下的正規性,而非有界全純意義下的。

又称
the great Montel theoremthe two-value omission criterion蒙泰爾大定理省略兩值判別法