分担超平面的全纯曲线族的正规定则
Normal Criteria Concerning Shared Hyperplanes for Families of Holomorphic Curves
DOI: 10.12677/pm.2024.145174, PDF, HTML, XML, 下载: 49  浏览: 114 
作者: 王睿为:上海理工大学理学院,上海
关键词: 正规族全纯曲线分担超平面导曲线Normal Family Holomorphic Curve Shared Hyperplanes Derived Curves
摘要: 本文利用值分布理论和正规族理论等相关知识,研究了全纯曲线族分担处于次一般位置的超平面的正规定则。设ℱ是一族从区域D⊂ℂ到ℙ3(ℂ)的全纯曲线,Hl={x∈P3(C):〈x,αl〉=0}≠H0是ℙ3(ℂ)中k个处于t次一般位置的超平面,其中αl=(αl0,αl1,αl2,αl3)T,l=1,2,⋯,k,H0={x0=0},t≥3,k=min{p:2t1≤p≤3t1,[p−t3]≤(p−2t−1)}。如果对任意的f∈ℱ,满足:f(z)∈Hl当且仅当∇f(z)∈Hl;若f(z)∈∪t=1kHl,那么|〈f(z),H0〉|||f(z)|⋅|H0||≥δ,其中0<δ<1是一个常数,则ℱ在D上正规。
Abstract: Based on value distribution theory and normal family theory, the normality of hyperplanes in sub-general position shared by holomorphic curve families is considered. Letℱbe a family of holomorphic maps of a domainD⊂ℂtoℙ3(ℂ). LetHl={x∈P3(C):〈x,αl〉=0}≠H0be hyperplanes inℙ3(ℂ)located in general position, whereαl=(αl0,αl1,αl2,αl3)T,l=1,2,⋯,k,H0={x0=0},k=min{p:2t1≤p≤3t1,[p−t3]≤(p−2t−1)}. Assume the following conditions hold for everyf∈ℱ: if and only iff(z)∈Hl, then∇f(z)∈Hl; Iff(z)∈∪t=1kHl, then|〈f(z),H0〉|||f(z)|⋅|H0||≥δ, where0<δ<1is a constant. Thenℱis normal on D.
文章引用:王睿为. 分担超平面的全纯曲线族的正规定则[J]. 理论数学, 2024, 14(5): 172-181. https://doi.org/10.12677/pm.2024.145174

1. 问题的提出

值分布理论,又称Nevanlinna理论,是复分析发展史上最深刻的研究领域之一,起源于对亚纯函数值的分布情况的研究,正规族理论的核心问题是关于正规定则的研究。在亚纯函数的值分布和正规族理论中,有一个著名的现象(Bloch原理),即如果在一个区域 D 有性质 使得亚纯函数在整个复平面上是常数,那么这个亚纯函数族就是正规的。Zalcman给出了更精确的叙述(Zalcman引理)去判断亚纯函数族的正规性。而在全纯曲线的例子中也存在一些类似的现象。

2015年,叶亚盛、庞学诚和杨刘 [1] 在考虑全纯曲线f与其导曲线 f “强分担”超平面的情形,证明了下面定理。

定理1:设 F H ( D ; N ( ) ) 是一族从区域 D N ( ) 的全纯曲线, H 1 , H 2 , , H 2 N + 1 N ( ) 中的 2 N + 1 个处于一般位置的超平面, δ 是一个实数, 0 < δ < 1 。若对于任意的 f F ,满足下列条件:

(1) f ( z ) f ( z ) 在D上“强分担” H j ,其中 j = 1 , , 2 N + 1

(2) 若 f ( z ) j = 1 2 N + 1 H j ,那么 | f ( z ) , H 0 | | | f ( z ) | | H 0 | | δ ,其中 H 0 = { x 0 = 0 } 是一个坐标超平面,

F 在D上正规。

这里的“强分担”意味着 f 1 ( H ) = f 1 ( H ) ,且满足 f 1 ( H ) = f 1 ( H ) 的点上有 f ( z ) = f ( z )

刘晓俊、庞学诚和杨锦华 [2] 对于首项系数非零的超平面,将定理1中的“强分担”减弱为“分担”,得到了下面定理。

定理2:设 F 是一族从区域 D N ( ) 的全纯曲线, H j = { x N ( ) : x , α j = 0 } N ( ) 中处于一般位置的超平面,这里 α j = ( a j 0 , , a j N ) T a j 0 0 j = 1 , , 2 N + 1 。若对于任意的 f F ,满足下列两个条件:

(1) 若 f ( z ) H j ,则 f ( z ) H j ,其中 j = 1 , , 2 N + 1

(2) 若 f ( z ) j = 1 2 N + 1 H j ,那么 | f ( z ) , H 0 | | | f ( z ) | | H 0 | | δ ,其中 H 0 = { x 0 = 0 } 0 < δ < 1 是一个常数。

F 在D上正规。

去掉了超平面首项系数非零的限制,在 N = 2 的情况下,刘晓俊与庞学诚 [3] 得到下面的定理。

定理3:设 F 是一族从区域 D 2 ( ) 的全纯曲线,令 H 0 = { x 0 = 0 } H l = { x 2 ( ) : x , α l = 0 } H 0 2 ( ) 中处于一般位置的超平面,其中 α l = ( a l 0 , a l 1 , a l 2 ) T l = 1 , , 5 。假设对任意的 f F ,满足下列两个条件:

(1) f ( z ) H l 当且仅当 f ( z ) H l ,其中 l = 1 , , 5

(2) 若 f ( z ) l = 1 5 H l ,那么 | f ( z ) , H 0 | f ( z ) H 0 δ ,其中 0 < δ < 1 是一个常数。

F 在D上正规。

随后,郑晓杰和刘晓俊 [4] 考虑了 N = 3 的情形,在额外增加一个超平面的情况下,证明了如下定理:

定理4:设 F 是一族从区域 D 3 ( ) 的全纯曲线,令 H 0 = { x 0 = 0 } H l = { x P 3 ( C ) : x , α l = 0 } H 0 3 ( ) 中处于一般位置的超平面,其中 α l = ( α l 0 , α l 1 , α l 2 , α l 3 ) T l = 1 , 2 , , 8 ,假设对任意的 f F ,满足下列两个条件:

(1) f ( z ) H l 当且仅当 f ( z ) H l ,其中 l = 1 , 2 , , 8

(2) 若 f ( z ) l = 1 8 H l ,则 | f ( z ) , H 0 | f ( z ) H 0 δ ,其中 0 < δ < 1 是一个常数。

F 在D上正规。

范楚君和刘晓俊 [5] 又考虑了当 N = 3 时,分担处于t次一般位置的超平面的正规定则,对于 t = 3 , 4 , 5 的情形,得到了如下定理。

定理5:设 F 是一族从区域 D 3 ( ) 的全纯曲线,令 H 0 = { x 0 = 0 } H l = { x P 3 ( C ) : x , α l = 0 } H 0 3 ( ) 中处于t次一般位置的超平面,其中 α l = ( α l 0 , α l 1 , α l 2 , α l 3 ) T l = 1 , 2 , , 2 t + 3 ,如果对任意的 f F ,满足下列两个条件:

(1) f ( z ) H l 当且仅当 f ( z ) H l ,其中 l = 1 , 2 , , 2 t + 3

(2) 若 f ( z ) l = 1 2 t + 3 H l ,则 | f ( z ) , H 0 | f ( z ) H 0 δ ,其中 0 < δ < 1 是一个常数。

则当 t = 3 , 4 , 5 时, F 在D上正规。

本文继续研究上述问题,通过改进研究方法,总结分析后,得到下面结论。当 N = 3 时,对处于任意 t 3 次一般位置的超平面,找到了可以使得结论成立的最小的超平面个数,即如下定理。

定理6:设 F 是一族从区域 D 3 ( ) 的全纯曲线, t 3 为整数,设 H l = { x P 3 ( C ) : x , α l = 0 } H 0 3 ( ) 中k个处于t次一般位置的超平面,其中 α l = ( α l 0 , α l 1 , α l 2 , α l 3 ) T

l = 1 , 2 , , k H 0 = { x 0 = 0 } k = min { p : 2 t + 1 p 3 t + 1 , [ p t 3 ] ( p 2 t 1 ) }

如果对任意的 f F ,满足:

(1) f ( z ) H l 当且仅当 f ( z ) H l ,其中 l = 1 , 2 , , k

(2) 若 f ( z ) l = 1 k H l ,那么

| f ( z ) , H 0 | f ( z ) H 0 δ

其中 0 < δ < 1 是一个常数。

那么 F 在D上正规。

注:实际上,定理6是对定理4和定理5的进一步推广和总结,由定理6可知,当 N = 3 时,对任意的 t 3 ,只要k满足

[ k t 3 ] ( k 2 t 1 ) (*)

即可得到 F 在D上正规。

对定理4,当 t = 3 时, 2 t + 2 = 8 ,而由(*)式可得,此时当 8 k 10 F 在D上正规,于是取 k = 8

同理,对定理5,当 t = 4 时, 2 t + 3 = 11 ,而由(*)式得只需 11 k 13 ,而; t = 5 时, 2 t + 3 = 13 ,而由(*)式得只需 13 k 16 t = 6 时, 2 t + 3 = 15 ,由(*)式得需 16 k 19 ,故此时 2 t + 3 个超平面无法得到 F 在D上正规,需增加超平面数量。

2. 符号与定义

首先介绍有关 N ( ) 的定义和符号, N ( ) = N + 1 \ { 0 } / ~ 为N维复射影空间,对于 x = ( x 0 , x 1 , , x N ) y = ( y 0 , y 1 , , y N ) N ( ) = N + 1 \ { 0 } x ~ y 当且仅当存在 λ ,使得 ( x 0 , x 1 , , x N ) = λ ( y 0 , y 1 , , y N ) ( x 0 , x 1 , , x N ) 的等价定义为 [ x 0 : x 1 : : x N ] ,则 N ( ) = { x = [ x 0 : x 1 : : x N ] : = ( x 0 , x 1 , , x N ) N + 1 \ { 0 } }

其次,设 D N ( ) 是全纯曲线,U为D的开子集,任意在U内满足 ( f ˜ ( z ) ) = f ( z ) 的全纯曲线 f ˜ : U : N + 1 \ { 0 } 称为f在U上的即约表示,其中 : N + 1 \ { 0 } N ( ) 为典型的商映射。

定义1:对于任意开集 U D ,若 f 0 , f 1 , , f N 是U上没有公共零点的全纯函数,则称 f ˜ = ( f 0 , f 1 , , f N ) 为f在U上的一个即约表示。

H = { x N ( ) : x , α = 0 } 为一个超平面,记 H = α = max 0 i N | a i | 。在本文中,我们只考虑 H = 1 的标准化超平面。

对全纯曲线f的任意即约表示 f ˜ ,定义全纯函数

f ( z ) , H = f ˜ , α = i = 0 N a i f i ( z )

再取

f ˜ ( z ) = { i = 1 N | f i ( z ) | 2 } 1 / 2

定义2:设 f = [ f 0 : f 1 : : f N ] : D N ( ) 是一条全纯曲线, z D f ˜ 是f在z处的任意一个即约表示,记

f # = | f f | f 2 = 0 i j N | f i f j f j f i | 2 i = 0 N | f i | 2

为f在z处的Fubini-Study导数,简记为F-S导数,其中 f ˜ = ( f ˜ 0 , f ˜ 1 , , f ˜ N )

定义3:设 f = [ f 0 : f 1 : : f N ] : D N ( ) 是一条全纯曲线, f ˜ 是f在z处的任意一个即约表示,若

ρ f = lim r + log T f ( r ) log r < +

其中, T f ( r ) = 0 2 π log f ˜ ( r e i θ ) d θ 2 π log f ˜ ( 0 ) 为f的特征函数,则称f为有穷级的。

H 1 , H 2 , , H q N ( ) 中的超平面,则:

H l = { x N ( ) : x , α l = a l 0 x 0 + a l 1 x 1 + + a l N x N = 0 } ,其中 α l = ( a l 0 , a l 1 , , a l N ) T 是模为1的法向量, l = 1 , 2 , , q

根据文献 [6] 有下面关于次一般位置的定义。

定义4:设 N , t , q 均为正整数,且有 t N q 2 t N + 1 ,若对任意集合 P { 1 , 2 , 3 , , q } # P = t + 1 ,存在单射 μ : { 1 , 2 , 3 , , N } P ,使得 H μ ( 0 ) , H μ ( 1 ) , , H μ ( N ) 处于一般位置,则称 H 1 , H 2 , , H q N ( ) 处于t次一般位置。

根据文献 [7] 对于超曲面的次一般位置,有下面定义:

定义5:设 M N ( ) 是一个非空闭子集,t为正整数, Q 1 , Q 2 , , Q q N ( ) 中q个超平面, q t + 1 ,如果对任意的 { i 0 , i 1 , , i t } { 1 , 2 , 3 , , q } ,有

M ( j = i 0 i t Q j ) =

则称他们关于M处于t次一般位置,当 M = N ( ) ,即超曲面关于 N ( ) 处于t次一般位置。

特别地,当 t = N 时,称为处于一般位置。

最后,根据文献 [1] 中导曲线的定义,有如下定义:

定义6:设f是从区域D到 N ( ) 的全纯曲线, f ˜ = ( f 0 , f 1 , , f N ) 是f在D上满足 f μ ( z ) 0 的即约表示, μ = 1 , 2 , 3 , , N ,则称

μ f ( z ) = [ W ( f μ , f 0 ) d : : W ( f μ , f μ 1 ) d : f μ 2 d : W ( f μ , f μ + 1 ) d : : W ( f μ , f N ) d ]

为f关于第 μ 个分量的全纯导曲线,其中 d ( z ) 为全纯函数,使得 f μ 2 d W ( f μ , f i ) d 没有公共零点,

i = 1 , 2 , 3 , , μ 1 , μ + 1 , , N

简单起见,将 0 f 记为 f ,显然有 μ f 的定义与f的既约表示的选取无关

3. 主要引理

众所周知,Zalcman引理为正规族理论中一个非常重要的引理,其在证明正规定则的时候起着核心的作用。在给出主要定理的证明过程之前,需要如下从 m N ( ) 的全纯映射的Zalcman引理。

引理1 [8] 设 F 是一族从双曲区域 Ω m 映到 N ( ) 的全纯映射。若 F Ω 上不正规,则存在子列 { f n } F ,点列 { z n } Ω 满足 z n z 0 Ω ,正数列 { ρ n } 满足 ρ n 0 + ,使得

g n ( ξ ) : = f n ( z n + ρ n ξ )

m 上内闭一致收敛于从 m 映到 N ( ) 的非常值全纯映射 g ( ξ )

在主要定理的证明过程中,还需要如下的引理。

引理2 (Hurwitz引理) [2] 设 { f n ( z ) } 是定义在区域 D 内的一列全纯函数, a 是任意一个复数,且设 { f n ( z ) } 在D的任意一个紧子集上一致收敛于非常值的全纯函数 f ( z ) 。若存在点 z 0 D ,使得 f ( z 0 ) = a ,则对于每一个充分大的n,方程 f n ( z ) a 在D内有根。此外,存在 z 0 的某邻域U,使得 f ( z ) a 在U内根的总数与在 f n ( z ) a 内根的总数相同(计重数)。

引理3 (Picard型定理) [9] 设 f : X 是一条全纯曲线,其中X是 N ( ) 中的一个闭子集。再设 Q 1 , Q 2 , , Q 2 t + 1 N ( ) 中的超曲面,关于X处于t次一般位置。若f不取 Q i ,即 f , Q i 0 i = 1 , 2 , , 2 t + 1 ,则f必为常值曲线.。

为了方便利用上述引理辅助证明,得到了如下推论。

引理4 [6] 设 f : N ( ) 是一条全纯曲线, H 1 , H 2 , , H q 均是 N ( ) 中处于t次一般位置的超平面,其中 q 2 t + 1 t N ,若对每个 i = 1 , 2 , 3 , , q ,f不取 H i ,或者 f ( ) H i ,则f必为常值曲线。

引理5 [3] 设 g = [ g 0 , g 1 , , g N ] : N ( ) 是有穷级的全纯曲线, g 0 ( ζ ) 0 N 2 为整数。 H l = { x N ( ) : x , α l = 0 } N ( ) 中处于一般位置的超平面,且其第一系数 a l 0 均不为零, l = 0 , 1 , , N + 1 g ˜ = ( g 0 , g 1 , , g N ) ( ζ ) 是g的任意即约表示,令

G l ( ζ ) = a l 0 + i = 1 N a l i g i ( ζ ) g 0 ( ζ ) , l = 0 , 1 , , N + 1

G l ( ζ ) 0 ,且 G l ( ζ ) 0 ζ 则g是线性退化的。

引理6 [10] 设 f ( z ) 为整函数,若 f ( z ) 的球面导数 f # ( z ) 有界,则 f ( z ) 的级至多为 1。

4. 定理的证明

首先假设 F 在D上不正规,则由引理1可得,存在点列 { z n } D 满足 z n z 0 D ,全纯曲线列 { f n } F ,正数列 { ρ n } 满足 ρ n 0 + ,使得

g n ( ζ ) = f n ( z n + ρ n ζ ) g ( ζ )

其中,g是从 3 ( ) 的有穷级的非常值全纯曲线。

g ˜ ( ζ ) = ( g 0 , g 1 , g 2 , g 3 ) ( ζ ) 是g在 上的某个既约表示。

由于 H l 是处于t次一般位置的超平面, 1 l k ,由次一般位置的定义可得,至少存在 k t 个超平面的第一系数不为零。不失一般性,假定 H 1 , H 2 , , H k t 的第一系数均不为零。

又由引理4及g非常值知,存在某个 i { 1 , 2 , 3 , , k } ,不失一般性,假定 i = k ,以及某个 ζ 0 C ,使得 g , H k ( ζ 0 ) = 0 ,但 g , H k ( ζ ) 0

类似于定理4中的证明,有如下结论:

断言a. g 0 ( ζ 0 ) 0 ,从而 g 0 ( ζ ) 0

断言b. H k 的第一系数必为零,即 α k = ( 0 , a k , 1 , a k , 2 , a k , 3 )

以下分为两种情形进行讨论。

情况1 g ˜ 线性非退化。

由断言b,有 g ˜ 不取 H l l = 1 , 2 , 3 , , k t

G l = a l , 0 + a l , 1 g 1 g 0 + a l , 2 g 2 g 0 + a l , 3 g 3 g 0 0 , l = 1 , 2 , 3 , , k t

类似于定理4的情况(A)的证明过程,可得 G l ( ζ ) 0 l = 1 , 2 , 3 , , k t ζ 。又由于 H l 处于t次一般位置,且 k t t + 1 ,在上述 k t 个超平面中任取 t + 1 个,其中必定存在4个超平面处于一般位置。再由引理5,取 N = 3 ,可知 g ˜ 线性退化,矛盾。

情况2 g ˜ 线性退化。

此时,存在不全为零的数 k 0 , k 1 , k 2 , k 3 ,使得

k 0 g 0 ( ζ ) + k 1 g 1 ( ζ ) + k 2 g 2 ( ζ ) + k 3 g 3 ( ζ ) 0

情况2.1, g 0 , g 1 , g 2 线性无关

此时, k 3 0 ,所以存在常数 b 0 , b 1 , b 2 , b 3 使得

g 3 ( ζ ) = b 0 g 0 ( ζ ) + b 1 g 1 ( ζ ) + b 2 g 2 ( ζ ) + b 3 g 3 ( ζ )

又由引理4的证明可得 g 0 ( ζ ) 0 ,则

g 3 ( ζ ) g 0 ( ζ ) = b 0 + b 1 g 1 ( ζ ) g 0 ( ζ ) + b 2 g 2 ( ζ ) g 0 ( ζ ) + d

G l 是全纯的 l = 1 , 2 , 3 , , k t

由Zalcman引理的证明可得 g # ( z ) < 1 ,则存在常数 M > 0 ,使得 G l # M 。则由引理6可知 ρ G l 1 1 l k t ,又由断言b, G l 0 ,或 G l 0 ,因此当 G l 0 l = 1 , 2 , 3 , , k t 时, G l = B l e A l ζ ;当 G l 0 时,仍然记 G l = B l e A l ζ ,此时 B l = 0

任取 j 1 , j 2 , , j t + 1 { 1 , 2 , 3 , , k t } ,不失一般性,令 j i = i i = 1 , 2 , , t + 1 ,则存在某个单射 σ : { 1 , 2 , 3 , 4 } { 1 , 2 , 3 , , t + 1 } ,使得 H σ ( 1 ) , H σ ( 2 ) , H σ ( 3 ) , H σ ( 4 ) 处于一般位置,从而 det A 0 ,其中

A = ( a σ ( 1 ) , 0 a σ ( 2 ) , 0 a σ ( 3 ) , 0 a σ ( 4 ) , 0 a σ ( 1 ) , 1 a σ ( 2 ) , 1 a σ ( 3 ) , 1 a σ ( 4 ) , 1 a σ ( 1 ) , 2 a σ ( 2 ) , 2 a σ ( 3 ) , 2 a σ ( 4 ) , 2 a σ ( 1 ) , 3 a σ ( 2 ) , 3 a σ ( 3 ) , 3 a σ ( 4 ) , 3 )

p 1 B σ ( 1 ) e A σ ( 1 ) ζ + p 2 B σ ( 2 ) e A σ ( 2 ) ζ + p 3 B σ ( 3 ) e A σ ( 3 ) ζ + p 4 B σ ( 4 ) e A σ ( 4 ) ζ = 0 p 1 , p 2 , p 3 , p 4 为常数。因此

( 1 , g 1 g 0 , g 2 g 0 , g 3 g 0 ) A ( p 1 p 2 p 3 p 4 ) = 0

由于 1 , g 1 g 0 , g 2 g 0 , g 3 g 0 线性相关,所以存在非零向量 ,使得 A ( p 1 p 2 p 3 p 4 ) = ( b 1 b 2 b 3 b 4 ) ,因此 p 1 , p 2 , p 3 , p 4

不全为0,则 B σ ( 1 ) e A σ ( 1 ) ζ , B σ ( 2 ) e A σ ( 2 ) ζ , B σ ( 3 ) e A σ ( 3 ) ζ , B σ ( 4 ) e A σ ( 4 ) ζ 线性相关。

断言c:存在某个单射, ϕ : { 1 , 2 , 3 } { σ ( 1 ) , σ ( 2 ) , σ ( 3 ) , σ ( 4 ) } ,使得 B ϕ ( 1 ) e A ϕ ( 1 ) ζ , B ϕ ( 2 ) e A ϕ ( 2 ) ζ , B ϕ ( 3 ) e A ϕ ( 3 ) ζ 线性无关。

断言c的证明:

不失一般性,假设存在常数 l 1 , l 2 , l 3 ,有 B σ ( 4 ) e A σ ( 4 ) ζ = l 1 B σ ( 1 ) e A σ ( 1 ) ζ + l 2 B σ ( 2 ) e A σ ( 2 ) ζ + l 3 B σ ( 3 ) e A σ ( 3 ) ζ ,由于

( B σ ( 1 ) e A σ ( 1 ) ζ , B σ ( 2 ) e A σ ( 2 ) ζ , B σ ( 3 ) e A σ ( 3 ) ζ , B σ ( 4 ) e A σ ( 4 ) ζ ) = ( 1 , g 1 g 0 , g 2 g 0 , g 3 g 0 ) A ,所以

( 1 , g 1 g 0 , g 2 g 0 , g 3 g 0 ) = ( B σ ( 1 ) e A σ ( 1 ) ζ , B σ ( 2 ) e A σ ( 2 ) ζ , B σ ( 3 ) e A σ ( 3 ) ζ , B σ ( 4 ) e A σ ( 4 ) ζ ) A 1

从而 g j g 0 = i = 1 3 c i j B σ ( i ) e A σ ( i ) ζ , j = 1 , 2 , 3 ,设 C = ( c 10 c 11 c 12 c 20 c 21 c 22 c 30 c 31 c 32 ) ,则有

( 1 , g 1 g 0 , g 2 g 0 ) = ( B σ ( 1 ) e A σ ( 1 ) ζ , B σ ( 2 ) e A σ ( 2 ) ζ , B σ ( 3 ) e A σ ( 3 ) ζ ) C ,若 r ( C ) = 2 ,则方程 C ( x 0 x 1 x 2 ) = 0 有非零解,因此,存在不全为 的常数 q 1 , q 2 , q 3 使得 C ( q 1 q 2 q 3 ) = 0 ,则

( B σ ( 1 ) e A σ ( 1 ) ζ , B σ ( 2 ) e A σ ( 2 ) ζ , B σ ( 3 ) e A σ ( 3 ) ζ ) C ( q 1 q 2 q 3 ) = 0 ( 1 , g 1 g 0 , g 2 g 0 ) ( q 1 q 2 q 3 ) = 0 ,因此 1 , g 1 g 0 , g 2 g 0 线性相关,矛盾,从而 r ( C ) = 3

B σ ( 1 ) e A σ ( 1 ) ζ , B σ ( 2 ) e A σ ( 2 ) ζ , B σ ( 3 ) e A σ ( 3 ) ζ 线性相关,则存在不全为0的常数 c 0 , c 1 , c 2 使得

( B σ ( 1 ) e A σ ( 1 ) ζ , B σ ( 2 ) e A σ ( 2 ) ζ , B σ ( 3 ) e A σ ( 3 ) ζ ) ( c 0 c 1 c 2 ) = 0 ,因此, ( 1 , g 1 g 0 , g 2 g 0 ) C 1 ( c 0 c 1 c 2 ) = 0 ,这意味着 1 , g 1 g 0 , g 2 g 0 线性相关,

矛盾,断言c得证。

所以 B σ ( 1 ) e A σ ( 1 ) ζ , B σ ( 2 ) e A σ ( 2 ) ζ , B σ ( 3 ) e A σ ( 3 ) ζ 线性无关,则 B σ ( 1 ) , B σ ( 2 ) , B σ ( 3 ) 均不为0,且 A σ ( 1 ) , A σ ( 2 ) , A σ ( 3 ) 互不相

等。又因为 r { ( 1 , g 1 g 0 , g 2 g 0 , g 3 g 0 ) } = 3 ,则 r { ( B 1 e A 1 ζ , B 2 e A 2 ζ , , B k t e A k t ζ ) } 3

综上所述,任取 P { B 1 e A 1 ζ , B 2 e A 2 ζ , , B k t e A k t ζ } # P = t + 1 ,存在P中的3个元素线性无关。因此, A 1 , A 2 , , A k t 中任取 t + 1 个,有且仅有3个元素不同,当某个 B l = 0 ,对应的 B l e A l ζ 必与其他的线性相关,故不考虑。

由于 [ k t 3 ] ( k 2 t 1 ) ,在 k t B l e A l ζ 中,只有3个不同的 A l ,则最少的一种的个数小于等于 [ k t 3 ] ,又取 t + 1 个时,有 k 2 t 1 个取不到,则可以只取另外两种,一共取 t + 1 个,此时取出的 t + 1

只有2个元素不同,故不能满足要求,矛盾。

情况2.2 g 0 , g 1 , g 2 线性相关

此时存在不全为零的数 p 0 , p 1 , p 2 ,使得

p 0 g 0 + p 1 g 1 + p 2 g 2 = 0

情况2.2.1 若 p 2 0 ,则 g 2 , g 3 可由 g 0 , g 1 线性表出,即存在常数 k 1 , k 2 , l 1 , l 2 ,使得 g 2 = k 1 g 0 + l 1 g 1 g 3 = k 2 g 0 + l 2 g 1 ,则

G l = a l , 0 + a l , 1 g 1 g 0 + a l , 2 g 2 g 0 + a l , 3 g 3 g 0 = ( a l , 1 + a l , 2 k 1 + a l , 3 k 2 ) g 1 g 0 + a l , 0 + a l , 2 l 1 + a l , 3 l 2 l = 1 , 2 , , k

由于 H l 是处于t次一般位置的超平面,则不失一般性,设 α l 0 , α l 1 , α l 2 , α l 3 线性无关,

{ l 0 , l 1 l 2 , l 3 } { 1 , 2 , , k t } ,则必存在某个 l i { l 0 , l 1 l 2 , l 3 } 使得 a l , 1 + a l , 2 k 1 + a l , 3 k 2 0 。对于上述的 l i ,若 G l 1 0 ,则有 ( g 1 g 0 ) 0 ,这意味着 g 1 g 0 = c 1 ,矛盾。类似于定理4的证明可知, G l 1 0 ( g 1 g 0 ) 0

H j 的第一系数均不为零,即 a j , 0 0 ,则由断言b有g不取 H j g ( ) H j j = k t + 1 , , k 1 。由引理4知, g ˜ 为常值映射,矛盾。

因此,至少存在两个 j m , j n { k t + 1 , , k 1 } j m j n 使得 a j m , 0 = a j n , 0 = 0 ,设 j m = k 2 j n = k 1

又假设 H i 的首项系数非零,即 a i , 0 0 ,则g不取 H i g ( ) H i i = k t + 1 , , 2 t 。若对任意的 ζ ,有 g ˜ , α q 0 g ˜ , α q 0 q = 2 t + 1 , , k ,则 g ˜ 为常值映射,矛盾。因此存在某个 q i { 2 t + 1 , , k } ζ 0 ,使得 g ˜ , α q i ( ζ 0 ) = 0 g ˜ , α q i ( ζ ) 0

断言d: g ˜ , α q i 的零点 ζ 0 均是重级的,且 ζ 0 也是 G q i ( ζ ) 的重级零点。

α q i = ( 0 , a q i , 1 , a q i , 2 , a q i , 3 ) ,则 g ˜ , α q i ( ζ 0 ) = a q i , 1 g 1 ( ζ 0 ) + a q i , 2 g 2 ( ζ 0 ) + a q i , 3 g 3 ( ζ 0 ) = 0 。由式2可得, ( a q i , 1 + a q i , 2 k 1 + a q i , 3 k 2 ) g 1 ( ζ 0 ) + ( a q i , 2 l 1 + a q i , 3 l 2 ) g 0 ( ζ 0 ) = 0 ,由于 g 0 ( ζ 0 ) 0 ,故 G q i ( ζ 0 ) = 0

由引理2,存在序列 { ζ n } ζ n ζ 0 ,使得 g ˜ n , α q i ( ζ n ) = 0 ,则有 f ˜ n , α q i ( z n + ρ n ζ n ) = 0 ,由定理6的条件a有, f ˜ n , α q i ( z n + ρ n ζ n ) = 0 。所以

a q i , 1 ( f n 1 f n 0 ) + a q i , 2 ( f n 2 f n 0 ) + a q i , 3 ( f n 3 f n 0 ) | z n + ρ n ζ n = 0

a q i , 1 ( g n 1 g n 0 ) + a q i , 2 ( g n 2 g n 0 ) + a q i , 3 ( g n 3 g n 0 ) | ζ n = 0

n + ,则

a q i , 1 ( g 1 g 0 ) + a q i , 2 ( g 2 g 0 ) + a q i , 3 ( g 3 g 0 ) | ζ n = 0

G q i ( ζ 0 ) = 0 。即 ζ 0 也是 G q i ( ζ ) 的重级零点,且 g ˜ , α q i ( ζ ) 的零点是重级的, G q i ( ζ ) 的零点也是重级的。

这意味着 ( g 1 g 0 ) ( ζ 0 ) = 0 ,因此至少存在一个 m i { k t + 1 , , 2 t } a m i , 0 = 0 ,不失一般性,取 m i = 2 t

类似地,可证得 a k t , 0 , , a k , 0 均为零。因此, g ˜ , α p 的零点 ζ 0 均是重级的,且 ζ 0 也是 G p ( ζ ) 的重级零点, p = k t + 1 , , k ,若对于任意的 ζ g ˜ , α p ( ζ ) 0 p = k t + 1 , , k ,则由引理4, g ˜ 为常值函数,矛盾。因此,存在某个 ζ 0 p j { k t + 1 , , k } 使得 g ˜ , α p j ( ζ 0 ) = 0 g ˜ , α p j ( ζ ) 0 ,这意味着

( a p j , 1 + a p j , 2 k 1 + a p j , 3 k 2 ) ( g 1 g 0 ) | ζ n = 0

矛盾。

情况2.2.2 p 2 = 0 ,则 p 0 , p 1 不全为零;

p 1 0 ,则 g 1 , g 3 可由 g 0 , g 2 线性表出,用相同的证明方法,可得矛盾。

p 0 0 ,则 p 1 = 0 ,由 g 1 = 0 g 1 g 0 = 0 ,矛盾。

综上所述, F D上正规,证毕。

注:当k的值继续变小,不满足 [ k t 3 ] ( k 2 t 1 ) 时,即 [ k t 3 ] > ( k 2 t 1 ) 时,最少的 A l 的个数大于等于 [ k t 3 ] 大于 k 2 t 1 ,则任取 t + 1 个一定有3个不同,故无法推出矛盾,则无法证明 F D上正规。

5. 小结

本文从前人在 3 ( ) t = 3 , 4 , 5 , 6 的证明中得到灵感,进行进一步推导,得到了在 3 ( ) t 3 时的一般性结论,但是由证明方法无法推广到 4 ( ) 上,因为证明本质是通过一系列方法降维,把问题从 3 ( ) 降维到 2 ( ) ,然后再利用前人方法得到证明,但是在 4 ( ) 降到 3 ( ) 时,此方法无法通用,因此,期待有人能找到新的降维方法。

参考文献

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