Eine Frage zu wesentlichen Singularitäten
Autor : Mathoman, Montag 15 Juni 2009 11:30 Uhr - Vermutung - Tags
Am Ende meines Artikels Hyperelliptic action integral, Annales de l'institut Fourier 49(1), p.303–331, stelle ich folgende Vermutung auf:
Eine Vermutung um eine Singularität herum
Es sei D die offene Einheitkreisscheibe in der komplexen Ebene undeine offene Überdeckung der punktierten Scheibe D*= D\{0}. Auf jeder der offenen Mengen
sei
eine schlichte (d.h., holomorphe und injektive) Fonktion gegeben, so dass
auf jedem Durchschnitt
gilt. Dann definieren diese Differenziale eine meromorphe 1-Form auf D.
Es ist unmittelbar klar, dass die 1-Form holomorph im Gebiet D* ist. Falls ihr Residuum im Nullpunkt verschwindet, folgt die Vermutung denn die Singularität im Nullpunkt kann höchstens ein Pol sein, wie leicht aus dem großen Satz von Picard folgt, der weiter unten zitiert wird. Aber für den Fall, in dem das Residuum ungleich Null ist, weiß ich nicht weiter.
Ich wäre für jeden Beweis oder jedes Gegenbeispiel dankbar aber ehrlich gesagt für Gegenbeispiele weniger, denn ich glaube ja, geleitet von meiner geometrischen Intuition über Riemannsche Flächen, dass die Vermutung stimmt...
1880 bewies Charles Emile Picard (1856-1941) folgenden nach ihm bennanten Satz.
Großer Satz von Picard
Eine holomorphe Funktion mit eine wesentlichen Singularität nimmt in jeder punktierten Umgebung dieser Singularität alle komplexen Werte, mit Ausnahme von höchstens einem, unendlich oft an.
Ein typisches Beispiel für den Picardschen Satz
Die durch
gegebene Funktion ist holomorph auf
mit einer wesentlichen Singularität in
. Spart das Bild von f einen Wert aus (Picard spricht von "höchstens einer Ausnahme")? Ja, denn es ist
für alle
, also muss dieser Ausnahmewert Null sein; dem Satz von Picard zufolge gibt es dann für jeden komplexen Wert
und für jedes
unendlich viele komplexe Zahlen
mit
und
.Direktes Ausrechnen mit diesem Beispiel
Für das obige Beispiel benötigt man eigentlich gar nicht den Satz von Picard, denn man kann auch direkt ausrechnen und sehen, was passiert: sei
ein komplexer Wert ungleich Null und sei
Es existieren zwei reelle Zahlen
und
, so dass
Für
setzen wir
und
Somit hat man 
Daher ist

Indem man
hinreichend groß: wählt, sieht man, dass
unendlich viele Urbilder in der punktierten Umgebung
besitzt.Ein weniger einfaches Beispiel
Sei P die Menge aller Primzahlen. Wir betrachten folgende Funktion
Da eine wesentliche Singularität vorliegt, kann man den Picardschen Satz anwenden.
Allerdings scheint mir ein direktes Ausrechnen im vorliegenden Falle unmöglich...

eine offene Überdeckung der punktierten Scheibe D*= D\{0}. Auf jeder der offenen Mengen
sei
eine schlichte (d.h., holomorphe und injektive) Fonktion gegeben, so dass
auf jedem Durchschnitt
gilt. Dann definieren diese Differenziale eine meromorphe 1-Form auf D.