Введение
Теорема уникальности в комплексном анализе
В математике, в области комплексного анализа, теорема Карлсона — это теорема об однозначности, открытая Фрицем Давидом Карлсоном. Неформально она утверждает, что две различные аналитические функции, рост которых в бесконечности не слишком быстр, не могут совпадать во всех целых числах. Теорему можно вывести из теоремы Фрагмена — Линделёфа, которая, в свою очередь, является обобщением теоремы о максимальном модуле. Теорема Карлсона обычно используется для доказательства однозначности разложения в ряд Ньютона. Для других разложений существуют обобщённые аналоги теоремы Карлсона.
In mathematics, in the area of complex analysis, Carlson's theorem is a uniqueness theorem which was discovered by Fritz David Carlson. Informally, it states that two different analytic functions which do not grow very fast at infinity can not coincide at the integers. The theorem may be obtained from the Phragmén–Lindelöf theorem, which is itself an extension of the maximum modulus theorem. Carlson's theorem is typically invoked to defend the uniqueness of a Newton series expansion. Carlson's theorem has generalized analogues for other expansions.
Второе условие
Чтобы увидеть, что второе условие является существенным, рассмотрим функцию. Она обращается в нуль в целых точках; однако, она растёт экспоненциально на мнимой оси со скоростью роста , и действительно, она не тождественно равна нулю.
Третье условие
Результат, вытекающий из , ослабляет требование, чтобы f обращалась в нуль на целых числах. А именно, Рубель показал, что заключение теоремы остаётся верным, если f обращается в нуль на подмножестве верхней плотности 1, то есть
Это условие является точным, что означает, что теорема не выполняется для множеств A с верхней плотностью, меньшей 1.
Приложения
Предположим, что f(z) — функция, обладающая всеми конечными прямыми разностями. Рассмотрим тогда ряд Ньютона
где — биномиальный коэффициент, а — n-я прямая разность. По построению, имеем 1 = f(k) = g(k) для всех неотрицательных целых чисел k, следовательно, разность 1 = h(k) = f(k) − g(k) = 0. Это одно из условий теоремы Карлсона; если h удовлетворяет остальным, то h тождественно равна нулю, и конечные разности для f однозначно определяют её ряд Ньютона. Иными словами, если ряд Ньютона для f существует, и разность удовлетворяет условиям Карлсона, то f единственна.