Лемма об открытости. Пусть т., число R>0, функция
f:
регулярна, пусть
=f(
) и пусть f ' (
)=f ''(
)=...=
=0,
0 (1), n
2. Тогда сущ-ют
круг
, 0<r
R, и круг
такие, что
найдется ровно n прообразов
в круге
. В этом случае говорят, что f является n-листной
в круге
.
Д-во: т.к. по усл-ю леммы - нуль ф-ции f(z)-f(
) порядка n, то
справедливо представление вида w-
=f(z)-f(
)=
h(z) (2), где h:
регулярна и h(
)
0. Обозначим w-
=
(3), и из (2)
=
h(z) (4), откуда
(z-
){
}.
Многозначная функция {} распадается на регулярные ветви в
некоторой окр-ти
,
R, где h(z)
0. Определим
(z)=(z-
)
(z), z
(5). Покажем,ч то
ф-ция
из (5) удовлетворяет условиям теоремы об
обратной функции. Она регулярна в окр-ти т.
и
0, т.к.
=
+(z-
)
=
{
}. След-но, по т.
об обратной ф-ции сущ-ет круг
, где r
и круг
(0) такие, что
(0) найдется ровно 1 прообраз ф-ции
в круге
. Ф-ция
=
отображает n-листно
проколутую окр-ть
(0) на проколутую окр-ть
(0), т.е. каждая точка из
(0) имеет при отображении ф-цией
=
ровно n прообразов в круге
(0), т.к. каждый сектор круга с углом
разворачивается в целый круг
(0). В итоге в силу (3) и (5) f(z)=
+
(z), где
(z)=(z-
)
(z) получаем,
что у f
имеется ровно n прообразов в круге
. ЧТД
Следствие 1. Если f – регулярна
в окр-ти точки , то усл-е f '(
)
0 является необходимым и достаточным для
однолистности отображения f в некоторой достаточно
малой окрестности точки
, то есть для «однолистности в малом».
Замечание. Усл-е f '()
0 не является достаточным для
однолистности в области, то есть «однолистности в большом».
Теорема 1. (Принцип сохранения области). Пусть
ф-ция f: Gрегулярна в области G и f(z)
const. Тогда при
отображении f образом области G является
область.
Д-во: Пусть G* - образ
области G при отображении f, т.е. G*=f(G). 1)Рассм. G*, тогда
G такая, что
=f(
). Т.к.
- внутрення точка области G , то f регулярна в окр-ти
. Т.к. f(z)
const, то
такое, что
0. По лемме об открытости
круг
(
), входящий в G*,
т.е.
- внутрення точка мн-ва G*,
поэтому G* - открыто. 2)Докажем (линейную)
связность мн-ва G*. Пусть точки
и
G*, тогда сущ-ют
точки
,
G такие, что f(
)=
, f(
)=
. Так как мн-во G
— область, то сущ-ет кус.-гл. кривая
G, соединяющая
точку
и точку
. Тогда в силу определения f(
)
G*, то есть
кус.-гл. кривая f(
) соединяет точки
и
. ЧТД