定義
若函式在區域 內解析,且區域 的邊界 上每一點都是它的奇點,則它就不能越過區域 的任意一部分邊界解析開拓;若在 上有正則點,則此函式就可以越過邊界 解析開拓出去。對於開拓後得到的函式及區域,還可以再研究它能否進一步解析開拓,這樣就可以不斷地解析開拓,一直到不能開拓為止。為了刻畫這個事實,需要引進完全解析函式的概念。
設所有標準元素集合由任一元素 P 沿所有若爾當曲線作解析開拓而得到,此曲線起點在元素 P 的圓心,且對此曲線可以作解析開拓,則稱這個標準元素集合為完全解析函式。我們指出,完全解析函式的概念不依賴於初始元素 P 的選擇。實際上,設 Q 是由初始元素 P 確定的完全解析函式的任一其他元素,這表示 Q 是由 P 沿著某條曲線開拓得出的。於是 P 可以由 Q 沿曲線開拓得出。如果兩個完全解析函式至少有一個共同元素,則這兩個函式被認為是相等的。
一個完全解析函式 是一個一般解析函式,它包含其任一元素的所有解析開拓, 的定義域 稱為它的存在區域, 的邊界稱為 的自然邊界。
相關定理
定理1
定理內容:屬於完全解析函式的諸元素收斂圓的並集構成一個區域。
證明:設 D 是這個並集,它作為諸開集的並集是一個開集,即如果 ,則 是某一元素的收斂圓,且 。設 a 與 b 是集 D 的任意兩點,則可求出兩個元素,使得a 與 b 是它們的圓心。這兩個元素是沿某一路線 互為解析開拓而得出的,這條路線是連結點 a 與 b 而成的。顯然 ,因此 D 是連通開集,即一個區域,它稱為完全解析函式的自然定義域或它的存在域。
我們指出,完全解析函式不能是區域 D 內廣義的函式,因為它不是單值的。
定理2
定理內容:完全解析函式含有不多於圓心在一定點處的可數多個不同元素。
證明:設完全解析函式由圓心在點 a 處的初始元素 確定,z 是完全解析函式定義域 D 中的任意一點。設 是完全解析函式的一個元素,圓心在點 z 處,它可由元素 用圓心在點 的有限元素鏈得出,其中每後一個元素都是前一元素的直接解析開拓。不是一般性,可以設諸點 有有理坐標。實際上,首先設圓心 是任意的。在點 的任意小的領域內取一個帶有理坐標的點 ,並用元素 代替 ,根據沿路線解析開拓關於路線同倫形變的不變性定理,在 充分小時,按新鏈開拓的結果和按舊鏈開拓的結果相同。具有元素 有理圓心的元素 直接解析開拓集合是可數的,恰好與元素 的可數集一樣。給定 與點 z 就唯一地確定了元素 ,因此不同元素 的個數不超過可數集。
注意:研究完全解析函式的概念,不一定只利用標準元素,可以取任意元素,把完全解析函式看作是解析元素集合 ,其中 a 取遍某一指標集 ,這時元素中的每一個元素可由任意其他元素解析開拓得出。
奇點
奇點的定義
完全解析函式定義域的邊界點稱為它的奇點。
設 是完全解析函式 的一個孤立奇點, 是 定義域 D 內的一個去心鄰域。
引理
如果任一屬於 的標準元素 在沿著某閉路線 作解析開拓時沒有改變,則當若當曲線 與 在 內作解析開拓得出的任一元素 ,在沿任一路線 開拓時沒有改變。
注意:由該引理可推出,在 內沿著與 同倫的路線解析開拓不改變元素,這樣的路線被收縮為任一元素的圓內路線,沿這些路線的解析開拓不改變元素。
單/多值特徵的奇點
設 是完全解析函式 的孤立奇點, 是此點在 定義域內的去心鄰域, 是包圍點 的閉若當曲線,於是,如果:
(1)沿曲線 繞行將得到初始元素,則 稱為單值特徵的奇點;
(2)沿 繞行得到不同初始元素的元素,則 稱為多值特徵的奇點或支點。
n-1階/無窮階支點
設 是完全解析函式 的支點, 是包圍點 的閉若爾當曲線,於是,如果:
(1)存在這樣一個整數 ,使 次同方向繞行 得到初始元素,並且 是具有上述性質的所有整數中的最小值,則 稱為 階支點;
(2)若不存在(1)中所述的整數,即同方向繞行 得出新而又新的元素,則 稱為無窮階階支點或對數支點。
注意:容易檢驗,如果把曲線 換為 內與 同倫的任一若爾當曲線 ,則支點的階數不變。