調(diào)和映照的Landau定理

李東征，陳行堤

（華僑大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院，福建泉州362021）

調(diào)和映照的Landau定理

李東征，陳行堤

（華僑大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院，福建泉州362021）

研究調(diào)和映照的Landau定理和單葉性半徑估計(jì)問(wèn)題，結(jié)合有界單葉函數(shù)的Koebe定理和調(diào)和映照的Schwarz引理，得到Landau常數(shù)的漸進(jìn)精確表示，改進(jìn)了陳懷惠等近期的研究結(jié)果.

調(diào)和映照；Landau定理；Bloch常數(shù)；單葉函數(shù)

1 預(yù)備知識(shí)

單連通區(qū)域Ω?C內(nèi)的C2復(fù)值函數(shù)f（z）被稱為調(diào)和的，當(dāng)且僅當(dāng)它滿足由文獻(xiàn)［1］可知，存在Ω上兩個(gè)解析函數(shù)h（z）與g（z），使得f＝h＋gˉ.

記Λf（z）＝max｜fz（z）＋e－2iθf(wàn)zˉ（z）｜＝｜fz（z）｜＋｜fzˉ（z）｜＝｜h′｜＋｜g′｜和λf（z）＝min｜fz（z）＋

0≤θ≤2π0≤θ≤2πe－2iθf(wàn)zˉ（z）｜＝｜｜fz（z）｜－｜fzˉ（z）｜｜＝｜｜h′｜｜g′｜｜.根據(jù)Schwarz引理［2］，如果單位圓盤(pán)D＝｛z｜｜z｜＜1｝上的解析函數(shù)f（z）滿足f（0）＝0，｜f（z）｜＜1，則有｜f′（0）｜≤1，且等號(hào)成立當(dāng)且僅當(dāng)f（z）＝eiαz，其中α為實(shí)常數(shù).即如果｜f′（0）｜＝1，則f（z）在單位圓盤(pán)上都單葉且其單葉像圓盤(pán)半徑為1.Landau［3］對(duì)｜f′（0）｜＝α，0＜α＜1的情形進(jìn)行了研究，得到如下定理.

定理A［3］若f（z）為單位圓盤(pán)D上的解析函數(shù)，滿足f（0）＝0，｜f（z）｜＜1，z∈D，｜f′（0）｜＝α＞0，則f（z）在圓盤(pán)Dr0上單葉，且f（Dr0）包含一個(gè)圓盤(pán)

文獻(xiàn)［1，4－6］在有界像域和有界偏導(dǎo)數(shù)的兩種規(guī)范條件下，展開(kāi)了Landau定理在調(diào)和映照類中的推廣研究；而在其他類中的推廣研究也有不少成果［7－11］.

定理B［4］如果f（z）為單位圓盤(pán)D上的保向調(diào)和映照，且滿足fz（0）＝α＞0，f（0）＝0，fˉz（0）＝0，｜f（z）｜＜1，z∈D，那么f（z）在某一包含原點(diǎn)的區(qū)域上單葉，其像區(qū)域包含一個(gè)以原點(diǎn)為圓心，R0為半徑的圓盤(pán).其中

在定理B中，未給出f（z）的單葉圓盤(pán)半徑的估計(jì).針對(duì)調(diào)和映照的單葉圓盤(pán)和單葉像圓盤(pán)的半徑估計(jì)的兩個(gè)問(wèn)題，借助有界單葉函數(shù)的Koebe定理和調(diào)和映照的Schwarz引理［12－13］，可得到

定理1 如果D上的保向調(diào)和映照f(shuō)（z）滿足f（0）＝0，fz（0）＝α＞0，g（z）＝bmzm＋bm＋1zm＋1＋…（bm≠0，m≥2），｜f（z）｜＜1，則f（z）在圓盤(pán)Dr上單葉，且f（z）的單葉像區(qū)域包含一個(gè)以原點(diǎn)為中心，R1為半徑的圓盤(pán)，R1＝（1－r0m－1）R″.

當(dāng)2≤m≤3時(shí)，有

其中：b為小于1的正常數(shù).

將定理1中的條件｜f（z）｜＜1換為其解析部分h（z），滿足｜h（z）｜＜1，得到

定理2 若D上保向有界調(diào)和映照f(shuō)（z）滿足f（0）＝0，fz（0）＝α＞0，g（z）＝bmzm＋bm＋1zm＋1＋…（m≥2），｜h（z）｜＜1，則f（z）存在單葉圓盤(pán)Dr，且f（z）的單葉像區(qū)域包含DR.其中：r≥

要實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)定向掘進(jìn)，需要實(shí)時(shí)修正掘進(jìn)機(jī)機(jī)身位姿，即需要建立掘進(jìn)機(jī)機(jī)身空間位姿計(jì)算模型。假設(shè)巷道理想測(cè)量坐標(biāo)系為OcXcYcZc，OcXc軸與巷道設(shè)計(jì)中線重合，指向巷道斷面，OcZc軸指向巷道頂板，巷道底板平面由XcOcYc平面構(gòu)成。掘進(jìn)機(jī)機(jī)身坐標(biāo)系位姿變化時(shí)，機(jī)身坐標(biāo)系O0X0Y0Z0由測(cè)量坐標(biāo)系OcXcYcZc經(jīng)過(guò)3個(gè)旋轉(zhuǎn)和1個(gè)平移變換得到。設(shè)掘進(jìn)機(jī)的機(jī)身航向角為δ、機(jī)身俯仰角為φ和機(jī)身橫滾角為γ，機(jī)身沿著X、Y和Z方向平移分別為PX、PY和PZ，則掘進(jìn)機(jī)相對(duì)于測(cè)量坐標(biāo)系的機(jī)身位姿T計(jì)算模型見(jiàn)式(4)。

近年來(lái)，對(duì)于局部單葉調(diào)和映照的單葉性問(wèn)題（比如Landau定理、Bloch常數(shù)）的研究已有很多.在h（z）為單葉的條件下，對(duì)于f（z）的單葉性問(wèn)題也開(kāi)始被研究［14－15］.本文給出了一個(gè)在h（z）為單葉的條件下，f（z）的單葉圓盤(pán)及像區(qū)域單葉圓盤(pán)的半徑估計(jì).

定理3中的估計(jì)R漸近精確于經(jīng)典Koebe定理的結(jié)果.

2 引理及其證明

引理A［7］設(shè)f（z）為單位圓盤(pán)到自身的調(diào)和映照，則sup（1－｜z｜2）（｜h′（z）｜＋｜g′（z）｜）≤.

z∈D

引理B［16］設(shè)f（z）∈S且｜f（z）｜＜M，z∈D，則有dist

文獻(xiàn)［11］中估計(jì)了f（z）的解析部分為z時(shí)的單葉半徑，得到

引理C［11］設(shè)f（z）＝z＋g（z），g（z）＝bmzm＋bm＋1zm＋1＋…，（bm≠0，m≥2）.f為Dr＝｛z∶｜z｜≤r｝上的K－擬正則調(diào)和映照，則f在Dr上單葉，且f（Dr）包含一個(gè)半徑為Rm的單葉圓盤(pán)，Rm＝r（1－

引理1 若f為單位圓盤(pán)D上的保向調(diào)和映照且滿足f（0）＝0，fz（0）＝α＞0，g（z）＝bmzm＋bm＋1× zm＋1＋…（bm≠0，m∈N，m≥2），｜f（z）｜＜1，則｜z｜≤b＜1，其中b是正常數(shù).

當(dāng)2≤m≤3時(shí)，有

當(dāng)m＞3時(shí)，有

證明 記fz（z）的所有零點(diǎn)的集合為E，則在D＼E上，函數(shù)μ（z）＝fˉz／fz為全純函數(shù).由于f為D上的保向調(diào)和映照，知｜μ（z）｜≤1，故E是可去的，且μ（0）＝0.由Schwarz引理有｜μ（z）｜＜｜z｜m－1，即｜fˉz｜≤｜z｜m－1｜fz｜.

對(duì)于｜z｜≤b＜1，當(dāng)2≤m≤3時(shí)，由引理A有

3 主要結(jié)果的證明

表1 圓盤(pán)半徑R的比較Tab.1 Camparison of the disc radius R

注3 此定理給出調(diào)和映照具體的單葉區(qū)域Dr，是文獻(xiàn)［4］沒(méi)有指出的.

f（z）單葉像圓盤(pán)半徑R與文獻(xiàn)［4］比較，如表1所示.表1中：對(duì)于給定的α與m，關(guān)于b取極值，得到R的極大值.

注4 當(dāng)m＝2，b＝1／2時(shí)，便與文獻(xiàn)［4］中的R值是一樣的.由此可知本定理的結(jié)果包含文獻(xiàn)［4］的結(jié)果.

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Landau Theorem for Planar Harmonic Mappings

LI Dong－zheng，CHEN Xing－di
（School of Mathematical Sciences，Huaqiao University，Quanzhou 362021，China）

In this paper，we study Landau theorem and the univalence radius for harmonic mappings in the plane.Combining Koebe theorem of bounded univalent functions and Schwarz lemma of harmonic mappings，we obtain an asymptotically sharp estimate of Landau constant for a harmonic mapping.Our results improve the ones recently gotten by H.H.Chen and P.M.Gauthier.

Harmonic mapping；Landau theorem；Bloch constant；univalent function

O 174.55

A

（責(zé)任編輯：陳志賢 英文審校：張金順，黃心中）

1000－5013（2012）05－0584－06

2011－10－22

陳行堤（1976－），男，副教授，主要從事函數(shù)論的研究.E－mail：chxtt＠hqu.edu.cn.

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（11101165）；福建省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（2011J01011）；中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)基金資助項(xiàng)目，華僑大學(xué)基本科研專項(xiàng)基金資助項(xiàng)目（JB－ZR1136）