MathLabs

ビーベルバッハ予想

解決済み、1984年解析学
問題の内容

開単位円板 D={z∈C:∣z∣<1}\mathbb{D} = \{z \in \mathbb{C} : |z| < 1\} 上の正則かつ単射な関数(単葉関数 / schlicht 関数)f:D→Cf : \mathbb{D} \to \mathbb{C} が f(0)=0f(0) = 0 および f′(0)=1f'(0) = 1 と正規化され、テイラー展開 f(z)=z+∑n=2∞anznf(z) = z + \sum_{n=2}^\infty a_n z^n を持つとする。このとき、すべての整数 n≥2n \ge 2 に対して係数は ∣an∣≤n|a_n| \le n を満たし、等号が成り立つのは ff がケーベ関数の回転 Kθ(z)=z(1−eiθz)2=∑n=1∞nei(n−1)θznK_\theta(z) = \frac{z}{(1 - e^{i\theta} z)^2} = \sum_{n=1}^\infty n e^{i(n-1)\theta} z^n であるときに限る。

1984年にルイ・ド・ブランジュによって解決された(1985年に Acta Mathematica に掲載)。ド・ブランジュは log⁡(f(z)/z)=2∑k=1∞γkzk\log(f(z)/z) = 2\sum_{k=1}^\infty \gamma_k z^k の対数係数 γk\gamma_k に関するイサーク・ミリンの1971年の予想——すなわち ∑k=1n(n+1−k)k(∣γk∣2−1/k2)≤0\sum_{k=1}^n (n+1-k) k (|\gamma_k|^2 - 1/k^2) \le 0——を証明した。これはレベデフ・ミリンの指数化不等式によって奇単葉関数に関するM. S. ロバートソンの1936年の予想を含意し、したがってビーベルバッハ予想を含意する。ド・ブランジュはスリット写像に対するカール・レヴナーの1923年の微分方程式を用いてミリンの不等式を重み関数系 σk(t)\sigma_k(t) の単調性に帰着させ、その導関数が非正であることをリチャード・アスキーとジョージ・ギャスパーが1976年に証明した一般超幾何関数 3F2{}_3F_2(ヤコビ多項式の和)の正値性不等式によって示した。

  1. ミリン予想を経由したド・ブランジュによるビーバーバッハ予想の証明(1984年)Louis de Branges, 1984難易度 5/5研究要約版

参考文献

  1. Ludwig Bieberbach (1916). Über die Koeffizienten derjenigen Potenzreihen, welche eine schlichte Abbildung des Einheitskreises vermitteln
  2. Louis de Branges (1985). A proof of the Bieberbach conjecture · DOI:10.1007/BF02392821
  3. Carl H. FitzGerald, Christian Pommerenke (1985). The de Branges theorem on univalent functions · DOI:10.1090/S0002-9947-1985-0800258-7