Prüfungsprotokoll: Funktionentheorie I
Prüfer: Prof. Duma
Beisitzer: Dr. Garske
Bewertung: 1,3
Prof. Duma fragte: Womit sollen wir
anfangen?
Ich sagte, mit den beiden Beweisen des Cauchyschen
Integralsatzes.
Ich brachte zunächst den Goursatschen Beweis mittels
des Bisektionsverfahrens und anschließend den kurzen Beweis mittels des Satzes
von Stokes, der allerdings die Stetigkeit der 1. Ableitung einer holomorphen
Abbildung verwendet. [Dass eine holomorphe Funktion unendlich oft differenzierbar
ist, darf an dieser Stelle noch nicht verwendet werden, da der Beweis dieser
Tatsache (implizit) die allgemeinere Form des Cauchyschen Integralsatzes
verwendet.]
Es folgte (natürlich) die Cauchysche Integralformel
und die Frage nach ihrer Bedeutung.
- Man kennt eine holomorphe Funktion auf einem
(beschränkten) Gebiet, wenn man sie bereits auf dem Rand des Gebietes kennt
(also bereits eine schwache Version des Identitätssatzes)
- Ausnahmslos jeder zentrale Satz aus
Funktionentheorie I basiert (letztendlich) auf der Cauchyschen
Integralformel.
Ich erwähnte noch kurz die inhomogene Cauchysche
Integralformel für reell-stetig differenzierbare Funktionen, die sich
wiederum mit dem Satz von Stokes beweisen lässt.
Die Entwicklung des Cauchy-Kerns in eine Reihe führt
auf die Entwickelbarkeit holomorpher Funktionen in Potenzreihen, also den
Ausgangspunkt der Weierstraßschen Funktionentheorie. Aus der
Entwickelbarkeit in Potenzreihen folgt natürlich sofort, dass
holomorphe Funktionen unendlich oft differenzierbar sind. Ich erwähnte noch den
wesentlich eleganteren Beweis mittels der Leibnizschen Regel zur Differentiation
komplexer Parameterintegrale.
"Der Beweis des Fundamentalsatzes der Algebra mit
Liouville ist ein Dreizeiler. Ist der Fundamentalsatz deshalb
trivial?"
Natürlich nicht, da der Beweis des Liouville die
Cauchyschen Abschätzungen für Taylorkoeffizienten benutzt und deren Beweis
erfordert wiederum die Cauchysche Integralformel.
"Kennen Sie noch einen weiteren Beweis des
Fundamentalsatzes?"
Ich kannte zwar einen rein algebraischen, der nur
den Zwischenwertsatz aus der Analysis benutzt, aber der war nicht gemeint (was
mir klar war.)
Dann der entscheidende Tipp: "Denken Sie an
Folgerungen aus dem Residuensatz". Alles klar, natürlich der Satz von
Rouché.
"Wie lautet der Identitätssatz?"
Aufgesagt.
"Im Kurs wird ja noch explizit der Cauchysche
Integralsatz für Kreisringe bewiesen. Für welchen wichtigen Satz
benötigt man den?"
Existenz der Laurententwicklung.
Wie schon mehrfach erwähnt, ist es bei Prof. Duma
wichtig, sich völlig frei im Stoff bewegen zu können Steigt man von sich
aus in Beweise wichtiger Sätze ein, so lässt er einen
gewähren.