Việc khảo sát bài toán khôi phục hàm giải tích bắt nguồn từ thực tế, trong các
lĩnh vực điều khiển học, vật lý, nhận dạng. Trong quá trình giải bài toán khôi phục,
các kết quả thu được đã có nhiều ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như Phương
trình đạo hàm riêng, xử lý tín hiệu, lý thuyết hệ thống và gần đây là nhận dạng trong
tình huống xấu nhất.
Bài toán khôi phục mà chúng tôi quan tâm được phát biểu như sau:
Cho U là đĩa đơn vị mở trong mặt phẳng phức, nghĩa là
1|z|:CzU (1)
K là một tập con của U . Cho là một hàm số xác định trên K .
Hãy khôi phục hàm f giải tích trong U khi biết trước giá trị của f trên K
là
112 trang |
Chia sẻ: duongneo | Lượt xem: 2022 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận văn Bài toán khôi phục trong lý thuyết hàm giải tích, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH
TRẦN NGỌC LIÊN
BÀI TOÁN KHÔI PHỤC
TRONG LÝ THUYẾT HÀM GIẢI TÍCH
Chuyên ngành: Toán Giải tích
Mã số : 62.46.01.01
LUẬN ÁN TIẾN SĨ TOÁN HỌC
Người hướng dẫn khoa học
PGS. TS. Đặng Đức Trọng
Thành phố Hồ Chí Minh – 2007
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi, các số liệu, các kết
quả của luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công
trình nào khác.
Tác giả luận án
Trần Ngọc Liên
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi, các số liệu, các kết
quả của luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công
trình nào khác.
Tác giả luận án
PHẦN MỞ ĐẦU
Việc khảo sát bài toán khôi phục hàm giải tích bắt nguồn từ thực tế, trong các
lĩnh vực điều khiển học, vật lý, nhận dạng... Trong quá trình giải bài toán khôi phục,
các kết quả thu được đã có nhiều ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như Phương
trình đạo hàm riêng, xử lý tín hiệu, lý thuyết hệ thống và gần đây là nhận dạng trong
tình huống xấu nhất...
Bài toán khôi phục mà chúng tôi quan tâm được phát biểu như sau:
Cho U là đĩa đơn vị mở trong mặt phẳng phức, nghĩa là
1|z|:CzU (1)
K là một tập con của U . Cho là một hàm số xác định trên K .
Hãy khôi phục hàm f giải tích trong U khi biết trước giá trị của f trên K
là .
Trong luận án chúng tôi giới hạn ở trường hợp nzK là một dãy vô hạn đếm
được các điểm trong U . Khi hàm số f thuộc không gian Hardy )U(H p , không gian
các hàm giải tích trên )1p(U , hoặc đại số đĩa )U(A (nghĩa là hàm f liên tục trên
đĩa đơn vị đóng 1|z|:CzU và giải tích trên U ) thì bài toán khôi phục chính
là bài toán moment. Luận án của chúng tôi nghiêng về mặt ứng dụng nên các bài toán
khôi phục hàm giải tích được rút ra từ các ứng dụng trong vật lý (chương 3: bài toán
nhiệt ngược và chương 5: bài toán Cauchy không gian cho phương trình Parabolic),
trong giải tích thực (chương 4: bài toán biến đổi Laplace ngược).
Đây là bài toán ngược và không chỉnh theo nghĩa Hadamard, nghĩa là bài toán
có thể vô nghiệm; bài toán có nghiệm nhưng nghiệm không duy nhất; nghiệm của bài
toán tồn tại nhưng không ổn định. Bài toán nội suy hàm giải tích có một thư mục rất
lớn (xem [20, 63]). Tuy vậy, thật đáng ngạc nhiên là các bài báo lại không khảo sát tính
không chỉnh của bài toán và tính ổn định của thuật toán khi có sai số của dữ liệu.
Thực vậy, xét bài toán: xác định một hàm giải tích f trong không gian
)U(H 2 sao cho
,...3,2,1n)z(f nn (2)
với 1nn )z( là một dãy vô hạn các điểm trong U , )( n là dãy số phức bị chặn, tức là
l)( n .
Với )z( n và )( n bất kỳ thì bài toán có thể vô nghiệm. Chẳng hạn dãy )z( n xác
định bởi 1n
n
1z,0z n1 và )n
1()( n . Khi đó 1)z(f)0(f 11 .
Mặt khác ta có 0lim)
n
1(flim)0(f nnn
(vô lý). Vậy bài toán vô nghiệm.
Trong “ Lecture on Complex Approximation” , D.Gaier đã chứng minh rằng
tính duy nhất của bài toán (2) chỉ có khi và chỉ khi
1k
k )|z|1( (điều kiện
Blaschke).
Nếu điều kiện này không thoả, bài toán có nghiệm tổng quát là Bgf với f
là một nghiệm đặc biệt của (2), B là tích Blaschke với các không điểm )z( k và g là
một hàm tùy ý trong )U(H 2 . Vậy bài toán có nghiệm không duy nhất.
Xét bài toán (2). Cho 1nn )z( tuỳ ý trên đường tròn
4
1|z|:Cz và dãy
mn xác định bởi ,...3,2,1n)z2( mnmn với m là số tự nhiên .
Khi đó ta có 0
2
1|)z2(|||
m
m
n
m
n
khi m .
Xét hàm
.)z2(z
CU:f
m
m
Ta có 2m Hf và mnnm )z(f , mHm 2||f|| 2 . Vậy lim || || 2m Hx f .
Điều này chứng tỏ bài toán (2) không ổn định: từ sự sai lệch nhỏ của dữ liệu có
thể dẫn đến kết quả cuối cùng có sai lệch lớn.
Gọi 0f là nghiệm chính xác của bài toán (2), ứng với giá trị chính xác
l0n0 , tức là
,...3,2,1n)z(f 0nn0
và l)( n là một dữ liệu đo được thoả :
|| || sup0 0n
n
.
Tính không ổn định của nghiệm ở chỗ: tính toán với nhiều dữ liệu hơn một
lượng cần thiết nào đó thì có thể làm cho sai số lớn hơn. Do đó cần xác định một số tự
nhiên )(n ( với mỗi 0 ), mà ta gọi là tham số chỉnh hóa để chỉ ra số lượng dữ liệu
n cần thiết phải sử dụng và giới hạn việc tính toán trên máy tính. Nói cách khác là
xác định tham số chỉnh hóa )(n sao cho từ )(n dữ liệu )(n21 ,...,, ta có thể xác
định một hàm f mà nó xấp xỉ ổn định nghiệm chính xác 0f của bài toán.
Một số kết quả cụ thể:
Như chúng ta đã biết, trong bài toán nội suy hàm giải tích trên đĩa đơn vị các
nhà toán học thường sử dụng đa thức (đặc biệt là đa thức Lagrange) hay hàm phân thức
để xây dựng các hàm xấp xỉ (xem [20, 63]) .Tính chất của dãy các điểm nội suy và tính
chất của hàm cần xấp xỉ có ảnh hưởng nhiều đến sự hội tụ của hàm số xấp xỉ. Phép nội
suy Lagrange rất thuận lợi cho việc sử dụng, nhưng nó không ổn định. Các hệ số bậc
cao của đa thức Lagrange tăng nhanh khi số điểm nội suy tăng và dãy các đa thức
Lagrange không hội tụ trong 2H . Một trong những cách giải quyết vấn đề này là loại
bỏ hay chặt cụt các số hạng bậc cao của Đa thức Lagrange. Đó là một phương pháp
chỉnh hóa. Bài báo “Reconstruction of Analytic Functions on the Unit Disc from a
Sequence of Moments : Regularization and Error Estimates”, của nhóm nghiên cứu
của G.s T.s Đặng Đình Áng đã trình bày kết quả với một số đánh giá sai số. Trong
luận án này chúng tôi tiếp tục sử dụng ý tưởng đó để chỉnh hoá các bài toán nội suy
hàm giải tích.
Cách chỉnh hóa bằng hàm phân thức không đòi hỏi các điều kiện chặt chẽ như
dùng đa thức Lagrange, chẳng hạn bao đóng của các dãy điểm nội suy không cần nằm
hẳn trong đĩa đơn vị. Trong “Recovery of pH -functions”, Totik dùng hàm phân thức
để xấp xỉ hàm cần tìm, nhưng không đưa ra công thức cụ thể. Và tác giả cũng không
trình bày cách đánh giá sai số trong phép xấp xỉ.
Vấn đề chúng tôi quan tâm là tính sai số của phép xấp xỉ và tính thứ nguyên
chỉnh hóa trong phương pháp chặt cụt các đa thức Lagrange. Một số kết quả bằng số
cũng được thực hiện để minh họa cho phương pháp.
Nội dung của luận án gồm có phần mở đầu, chương kiến thức chuẩn bị (chương
1), phần chính của luận án được trình bày trong bốn chương (chương 2-5) tương ứng
với bốn bài toán mà chúng tôi sẽ lần lượt giới thiệu dưới đây, phần kết luận, danh mục
các công trình của tác giả luận án và tài liệu tham khảo.
Phần mở đầu giới thiệu tổng quan về các bài toán được trình bày trong luận án, các
kết quả trước đó và tóm tắt nội dung chính của các chương trong luận án.
Chương 1 giới thiệu và nhắc lại một số kiến thức, các ký hiệu, các không gian hàm
được sử dụng trong luận án.
Chương 2 (Bài toán thứ nhất) giới thiệu bài toán Khôi phục hàm giải tích bằng các đa
thức Lagrange bị chặt cụt. Kết quả của chương này lấy từ bài báo [60] của chúng tôi.
Nội dung của chương gồm hai phần chính: thiết lập các điều kiện cần và đủ cho sự hội
tụ của các đa thức Lagrange bị chặt cụt và đưa ra kết quả của sự chỉnh hóa.
Cho U là một đĩa đơn vị trong mặt phẳng phức. Chúng tôi sẽ khôi phục một
hàm f trong không gian Hardy )U(H 2 từ các giá trị mnf z , với
mnz ( m N; 1 n m ) là một hệ thống điểm trong U . Như đã phân tích, đây là một
bài toán không chỉnh. Hàm f được xấp xỉ bởi các đa thức Lagrange bị chặt cụt. Cụ
thể, ta xét bài toán khôi phục hàm f trong không gian )(2 UH sao cho
m mn nf ( z ) )mn1;Nm( , (2.1)
với )(mn là một tập các số phức bị chặn. Bài toán (2.1) đã được đề cập trong nhiều
công trình mà bạn đọc có thể tham khảo trong các tài liệu [20, 22, 39, 63]. Hàm f chưa
biết đã được xấp xỉ bởi các đa thức (đặc biệt là các đa thức Lagrange (xem [20, 63] ) và
bởi các hàm hữu tỉ (xem [39, 57, 63] ). Như đã phân tích, tính ổn định của các thuật
toán xấp xỉ này đã không được đề cập trong các công trình ấy.
Một cách vắn tắt, chúng tôi sẽ trình bày một cách chỉnh hóa bài toán (2.1) dựa
trên việc xấp xỉ (trong )(2 UH ) hàm f bởi các đa thức
( m ) k ( m ) ( m ) ( m )
m k 1 2 m
0 k ( m 1 )
L ( v )( z ) l z (0 1; v ( , ,..., ))
(2.2)
với )m(kl là hệ số của kz trong khai triển của đa thức Lagrange )v(Lm có bậc 1m ,
thỏa: )mk1()z)(v(L )m(k)m(km .
Đa thức )v(Lm được gọi là một đa thức Lagrange bị chặt cụt. Ta chú ý rằng
nếu 1 thì )v(Lm chính là đa thức Lagrange.
Theo sự hiểu biết của chúng tôi thì cách tiếp cận trong chương này là mới.
Trong [8, 28], đa thức bị chặt cụt )v(L 2/1m được dùng để xấp xỉ hàm f . Ở đây, chúng
tôi sẽ nghiên cứu sự hội tụ của )v(Lm với nằm trong một khoảng mở. Cụ thể chúng
tôi sẽ chứng tỏ rằng có một 0 trong 1,0 sao cho f)v(Lm trong )U(H 2 với
00 , và kết quả sẽ không đúng nếu 0 1 .
Chương 3 (Bài toán thứ hai) trình bày vấn đề chỉnh hóa một bài toán nhiệt ngược rời
rạc bằng các hệ số của đa thức Lagrange bị chặt cụt. Chương này là mở rộng của bài
báo [41].
Cho t,xuu biểu diễn sự phân phối nhiệt độ thỏa phương trình sau đây
t,x0uut R 1,0 . (3.1)
Bài toán nhiệt ngược là tìm nhiệt độ ban đầu 0,xu từ nhiệt độ cuối T,xu . Để
cho đơn giản ta giả sử 1T . Đây là bài toán không chỉnh (xem [10]) và đã được
nghiên cứu từ lâu. Bài toán đã được xem xét bởi nhiều tác giả với nhiều cách tiếp cận
khác nhau. Bài toán đã được xem xét kỹ lưỡng bởi phương pháp nửa nhóm kết hợp với
phương pháp quasi – reversibility và phương pháp quasi – boundary value (xem [6, 3,
14, 16, 37, 52, 53, 31, 40, 35, 21, 66]). Dùng hàm Green ta chuyển phương trình nhiệt
tới phương trình sau
de0,u
t2
1t,xu t4
x 2
x R , t > 0.
Do đó
1,x2ude0,2u1 2x
.
Với dạng này ta có thể xem xét bài toán nhiệt ngược như bài toán tích chập Gauss
ngược ( hoặc phép biến đổi Weierstrass) để tìm 0,x2u từ ảnh 1,x2u của nó. Nhiều
công thức biến đổi ngược của phép biến đổi Gauss đã được cho trong [36, 48, 49].
Trong [49] , dùng lý thuyết reproducing kernel các tác giả đã đưa ra các công thức giải
tích ngược tối ưu trong trường hợp cụ thể. Trong các tài liệu sau này thì các tác giả đã
nghiên cứu trường hợp dữ liệu trong 2L không chính xác và đưa ra một số ước lượng
sai số cụ thể. Gần đây nhất, trong [36] các tác giả đã sử dụng không gian Paley –
Wiener và xấp xỉ sinc để thiết lập một công thức giải tích ngược cho phép biến đổi
Gauss mà nó rất hiệu quả khi được thực hiện trên máy tính. Với [17,67] thì phép biến
đổi ngược Weierstrass cho các hàm tổng quát đã được nghiên cứu.
Trong thực hành, ta chỉ lấy nhiệt độ được đo tại một tập điểm rời rạc. Nghĩa là
jj 1,xu . (3.2)
Do đó bài toán tìm nhiệt độ tại thời điểm ban đầu từ những giá trị nhiệt độ cuối, rời rạc
là cần thiết. Bài toán trong trường hợp này là không chỉnh. Vì vậy ta cần chỉnh hoá bài
toán. Theo hiểu biết của chúng tôi thì các tài liệu về hướng này là rất hiếm. Trong [41],
chúng tôi dùng đa thức Legendre được dịch chuyển (shifted Legendre) để chỉnh hoá
một dạng rời rạc của bài toán nhiệt ngược trên mặt phẳng. Tuy nhiên giả thiết rằng
nhiệt độ y,xu có bậc y,x22 yxe (
,
lim ,
x y
x y ) là quá nghiêm ngặt. Ở
chương này, điều kiện trên được loại bỏ hoàn toàn.
Trong phần cuối chương, một số kết quả tính số cũng được trình bày.
Chương 4 (Bài toán thứ ba) chúng tôi xét bài toán khôi phục hàm ,0:f R.
thỏa phương trình
L j
0
xp
j dxxfepf j
với ...,3,2,1j,,0p j
Bài toán này đã được trình bày trong bài báo [34].
Trong chương này chúng tôi sẽ chuyển bài toán tới một bài toán nội suy hàm
giải tích trong không gian Hardy của đĩa đơn vị và đưa ra một kết quả về tính duy nhất.
Sau đó dùng đa thức Laguerre và hệ số của đa thức Lagrange để xấp xỉ hàm f . Chúng
tôi sẽ đưa ra hai kết quả chỉnh hóa trong các trường hợp dữ liệu chính xác và dữ liệu bị
nhiễu.
Mặc dù phép biến đổi Laplace ngược đã được nghiên cứu trong nhiều tài liệu [4,
7, 8, 12, 52, 53, 65], nhưng các tài liệu tập trung vào bài toán với dữ liệu rời rạc là
hiếm thấy. Vì L pf là giải tích nên nếu L pf được biết trên một tập con đếm được
của pRe và tập con đó có một điểm tụ thì L pf được xác định trên toàn
bộ tập pRe . Một cách tổng quát thì một tập hợp dữ liệu rời rạc đếm được là đủ
cho việc xây dựng một hàm xấp xỉ của f . Đó là một bài toán moment. Trong [38], các
tác giả nêu một số định lý về tính ổn định của phép biến đổi Laplace ngược. Với việc
xây dựng một nghiệm xấp xỉ của bài toán, ta lưu ý rằng dãy các hàm số xp je là độc
lập tuyến tính và hơn nữa không gian vector sinh ra từ dãy hàm đó là trù mật trong
,0L2 . Phương pháp chặt cụt khai triển trong [8] (mục 2.1) đã sử dụng tổ hợp tuyến
tính của các hàm này và chúng tôi đề nghị độc giả tham khảo tài liệu này để biết thêm
chi tiết. Với [18, 29], nhóm chúng tôi chuyển bài toán ban đầu thành một bài toán
moment đi tìm hàm f trong 1,0L2 và sau đó dùng đa thức Muntz để xây dựng một
xấp xỉ cho f . Tuy nhiên trong thực tế, việc tính toán các đa thức Muntz không dễ. Do
đó chúng tôi đã sử dụng một cách khai triển khác theo các đa thức Laguerre để chỉnh
hoá bài toán. Điều này làm dễ dàng cho việc tính toán vì các đa thức Laguerre là các
hàm thông dụng mà các phần mềm tính toán đều có.
Chương 5 (Bài toán thứ tư) trình bày sự chỉnh hóa một bài toán Cauchy theo biến
không gian cho phương trình Parabolic.
Một bài toán Cauchy theo biến không gian cho phương trình parabolic là tìm
một hàm u thỏa
fAuut
từ dữ liệu Cauchy của nó được cho trên một phần biên ngoài , với là một
miền của nR , A là một toán tử elliptic và u là một hàm được định nghĩa trên
T,0Q . Bài toán còn được gọi là bài toán Cauchy non-analytic cho các phương
trình parabolic. Một phiên bản khác của bài toán có tên là bài toán parabolic với dữ
liệu bên trong, hàm u được khôi phục từ nhiệt độ được cho trên một tập con các điểm
trong của . Bài toán được mô hình hoá từ việc tìm sự phân bố nhiệt độ của vật thể
có một phần (hay toàn bộ) biên ngoài là không thể đo đạc được. Nếu nguồn
nhiệt f triệt tiêu thì ta nói bài toán là thuần nhất.
Như ta đã biết bài toán là không chỉnh. Trong [26], Holmgren đã nghiên cứu bài
toán thuần nhất 0f trong trường hợp 1,0 . Tác giả đã đưa ra điều kiện cần và
đủ cho sự tồn tại nghiệm của bài toán. Với [31, ch.5], các tác giả đã dùng phương pháp
quasi-reversibility để chỉnh hoá một bài toán thuần nhất. Tuy nhiên họ không đưa ra sự
ước lượng sai số và việc chọn tường minh thứ nguyên chỉnh hóa. Trong [24], các tác
giả xem xét bài toán thuần nhất trong trường hợp ,0 với 00,xu . Họ dùng
phép biến đổi Fourier để đưa ra một công thức tường minh về nghiệm của bài toán, từ
đó ta có thể dùng phương pháp mollification (xem [23]) để chỉnh hóa bài toán. Gần đây
(xem [65]), các tác giả đã dùng phương pháp chỉnh hoá Fourier để chỉnh hóa bài toán
trong một phần tư mặt phẳng.
Trong thực hành, dữ liệu được đo chỉ trên một tập điểm rời rạc của thời gian
jt . Do đó bài toán khôi phục nhiệt độ t,xu từ dữ liệu rời rạc là có ý nghĩa. Trong
chương này chúng tôi sẽ xem xét bài toán không thuần nhất về việc tìm nhiệt độ t,xu
được định nghĩa trên 2,0,0T,0 từ phân bố nhiệt jt,0u đã cho tại
0x và một tập đếm được các thời điểm jt khác nhau. Dữ liệu ban đầu 0,xu trong
bài toán của chúng tôi là chưa biết, nên bài toán được xem như là sự kết hợp của bài
toán Cauchy theo biến không gian và bài toán nhiệt ngược. Vì nhiệt độ sẽ được xác
định nếu tìm được 0,xu nên chúng tôi tập trung vào bài toán khôi phục dữ liệu ban
đầu 0,xux .
Bài toán là không chỉnh. Chúng tôi dùng phương pháp hàm Green để chuyển hệ
thống trên thành bài toán moment dạng phương trình tích phân. Sau đó dùng đa thức
Laguerre, chúng tôi đưa bài toán moment về bài toán tìm một hàm giải tích được định
nghĩa trên đĩa đơn vị của mặt phẳng phức. Sau đó phương pháp dùng hệ số của đa thức
Lagrange bị chặt cụt sẽ được áp dụng.
Các kết quả trên của luận án đã được công bố trong [34, 41, 60, 61, 62].
CHƯƠNG 1
KIẾN THỨC CHUẨN BỊ
1.1. Bài toán không chỉnh. Sự chỉnh hóa
Chúng ta xét phương trình
yAx (1.0)
với A là một toán tử liên tục (không nhất thiết là tuyến tính) từ một không gian Banach
X vào một không gian Banach Y và Xx được tìm từ y đã cho.
1.1.1. Bài toán chỉnh và không chỉnh
Chúng ta nói phương trình (1.0) biểu diễn một bài toán chỉnh theo nghĩa
Hadamard nếu toán tử A có một toán tử ngược liên tục từ Y vào X, với X và Y là các
không gian Banach. Nói cách khác chúng ta đòi hỏi rằng
với bất kỳ Yy có nhiều nhất một Xx thỏa (1.0) (tính duy nhất
nghiệm). (1.1.1.1)
với bất kỳ Yy tồn tại một nghiệm Xx thỏa (1.0) (sự tồn tại
nghiệm). (1.1.1.2)
0*yAyA
X
11 khi 0yy
Y
* (tính ổn định nghiệm).
(1.1.1.3)
Nếu một trong các điều kiện (1.1.1.1) – (1.1.1.3) không thỏa thì bài toán (1.0)
được gọi là không chỉnh (theo nghĩa Hadamard).
1.1.2. Sự chỉnh hóa
Ý tưởng cơ bản trong việc giải (1.0) là dùng sự chỉnh hóa, nghĩa là thay phương
trình này bởi một phương trình “gần” với nó bao gồm cả một tham số nhỏ để ta có
thể giải phương trình đã thay đổi một cách ổn định và nghiệm của nó là gần với
nghiệm của phương trình (1.0) ban đầu khi là nhỏ.
Định nghĩa 1.1.2. Giả sử X và Y là các tập đã cho trong bài toán (1.0). Một họ các
toán tử tuyến tính, liên tục R từ Y vào X được gọi là một chỉnh hóa đối với phương
trình (1.0) nếu R thỏa điều kiện
lim ,
0
R Av v v X .
Số dương được gọi là tham số chỉnh hóa.
Nếu trong định nghĩa 1.1.2, R là một dãy đếm được các toán tử thì ta có thể lấy
các số tự nhiên n làm tham số chỉnh hóa và điều kiện trên trở thành
lim nn
R Av v .
1.2. Đa thức Lagrange - Biểu diễn Hermite
1.2.1 Hàm giải tích
Định nghĩa 1.2.1 Giả sử f là một hàm phức xác định tại 0z và lân cận của nó.
Nếu giới hạn lim
0
0
z z o
f z f z
z z
tồn tại, ký hiệu 0' zf thì giới hạn đó gọi là đạo hàm
của f tại z0.
Định nghĩa 1.2.2. Nếu 0' zf tồn tại với mọi 0z thì ta nói f là giải tích trong .
Lớp tất cả các hàm giải tích trong được ký hiệu là H .
Định lý 1.2.1. (Identity theorem)
Giả sử f là hàm giải tích trên miền và nz là một dãy các điểm đôi một
khác nhau, hội tụ đến điểm 0z . Nếu 0zf n với mọi n N thì 0f trên .
Định lý 1.2.2. (Maximum modulus theorem)
Giả sử là một miền, Hf và r,aD . Khi đó
ireafmaxaf . (*)
Dấu bằng xảy ra trong (*) nếu và chỉ nếu f là hằng số trong . f không có cực trị
địa phương tại điểm bất kỳ trong , trừ khi f là một hằng số.
1.2.2. Đa thức Lagrange.
Ký hiệu K là tập các số thực R hay các số phức C và RPn (hay )( CPn ) là tập
tất cả các đa thức bậc 1 n . Cho n điểm phân biệt it K và n giá trị i K, ni1
đã cho. Ta tìm một đa thức nn Pp (K) thoả:
ni1,tp iin . (1.2.2.1)
Để làm điều đó, ta giới thiệu các đa thức il :
t;
n
ij
1j ji
j
n1ii tt
tt
t;t,.....,tltl K , i =1, 2, , n. (1.2.2.2)
Rõ ràng ni Pl (K) , i = 1, 2, , n và
.ij0
,ij1
tl ji (1.2.2.3)
Các đa thức n...,,2,1ili được gọi là các đa thức Lagrange cơ bản. Chúng có thể
được viết dưới dạng khác.
Ta giới thiệu đa thức
n
1j
jn1 ttt;t,...,tt . (1.2.2.4)
Khi đó
i
n
ij
1j
j tt
ttt
,
lim
i
'
i j it t ij 1
j i
t
t t t
t t
.
nếu
nếu
Điều đó cho phép ta viết ii'i ttt
ttl
. (1.2.2.5)
Dễ thấy rằng đa thức
n
1i
iin tltp (1.2.2.6)
là đa thức duy nh