边界对应定理

边界对应定理(theorem of boundary correspondence)是复变函数几何理论的基本定理之一。设z平面上单连通区域D的边界是一条闭简单连续曲线C,设单叶函数w=f(z)把D映射成单位圆|w|<1。那么这函数的定义可以唯一地推广到C上,使所得函数把闭区域D∪C连续双射成|w|≤1。

边界对应定理基本信息

中文名 边界对应定理 外文名 theorem of boundary correspondence
属    性 复变函数几何理论的基本定理之一 所属学科 数学
所属问题 复变函数论(几何函数论) 相关概念 共形映射,有界单连通区域等

定理2(边界对应定理的逆定理,判断解析函数单叶性的充分条件)

设单连通区域D及G,分别是两条围线

的内部,且设函数
满足下列条件

(i)

在区域D内解析,在
上连续;

(ii)

将c双方单值地变成C,

则:(1)

在内单叶;(2)
(从而
将D共形映射成G)。

证明设

为G内任一点,我们证明
,而且方程
在c内部只有一个根,根据辐角原理

(在z沿c的正向绕行一周的假定下)。由假设条件(ii),这时
应该沿
的正向或负向绕行一周。因此,起点在
终点在
上的向量
应该转角
,于是

负号显然应该除去(因为N≥0),因此我们肯定
必须沿
的正向(
的内部在此方向的左边)绕行,并且方程
在区域D内只有一个根。

其次,设

位于
的外部,则必
,因为

即方程
在D内无根。

再设

上的任一点,我们证明方程
在D内无根。假定D内有一点
,使
,则可得一个以
为中心的圆周
,使对
内部任意一点
,方程
在D内有根(因
区域,
为其内点)。特别在
内部取一点
位于
的外部,由第二段的证明,方程
在D内无根,发生矛盾。

综合上述讨论可知函数

在D内单叶,并将D共形映射为
的内部G。

【例1】如果将函数

表成极坐标的形式,令

则它把z平面上的圆周(见图1)

变成心脏线

并且是双方单值的。

由定理2(单叶性原理),

将这个圆周的内部共形映射成心脏线的内部 。

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黎曼定理指出某些区域可用单叶函数共形映射成圆盘,但无法说明已给区域与圆盘的边界之间是否有对应关系。对于以约当曲线为边界的区域,有一个比较简单的结果。

定理1(边界对应定理)设

(1) 有界单连通区域D与G的边界分别为围线

(2)

将D共形映射成G;

可以扩张成
,使在D内F
,在
连续,并将c双方单值且双方连续地变成

边界对应定理常见问题

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2.3.1 定义 退线距离 :系指建筑物后退各种规划控制线(包括:规划道路、绿化隔离带、铁路隔离 带、河湖隔离带、高压走廊隔离带)的距离。 退界距离 :系指建筑物后退相邻单位建设用地边界线的距离。 城市道路 :系指在总体规划和分区土地使用规划中已确定的及详细规划中规定的主干 道、次干道、支路。 建筑工程与城市道路之间的距离 :系指建筑物临城市道路一侧最突出部分与道路红线 之间的水平方向的垂直距离。 城市道路宽度 :系指该道路两侧规划红线之间的水平方向的垂直距离。 现有城市道路路面边线 :当路面为单幅路时,系指路牙线;当路面为三幅路 (机动车道 与非机动车道之间以隔离带分隔 )时,系指非机动车道路牙线。 2.3.2 退让规划道路红线距离 一般规定: 1.不允许突入道路红线的建筑突出物:建筑物的台阶、平台、窗井、坡道、花池、散 水、地下室进排风口、地下建筑及建筑基础;除基地内连接城市管线以

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香农定理用来求信道的最大传输速率,即信道容量,当通过信道的信号速率超过香农定理的信道容量时,误码率显著提高,信息质量严重下降。需要指出的是这里的信道容量只是理论上可以达到的极限,实际如何达到,该定理不能说明。

割线定理

定义

从圆外一点引圆的两条割线,这一点到每条割线与圆交点的距离的积相等。

从圆外一点P引两条割线与圆分别交于C,B,D,E,则有 PC·PB=PD·PE。如下图所示。 (PA是切线)

英文名称

Secant Theorem

概述

割线定理为圆幂定理之一(切割线定理推论),其他二为:

切割线定理

相交弦定理

证明

如图直线PB和PE是自点P引的⊙O的两条割线,则PC·PB=PD·PE.

证明:连接CE、DB

∵∠E和∠B都对弧CD

∴由圆周角定理,得 ∠E=∠B

又∵∠EPC=∠BPD

∴△PCE∽△PDB

∴PC:PD=PE:PB, 也就是PC·PB=PD·PE.

比较

割线定理与相交弦定理,切割线定理通称为圆幂定理。

相交弦定理、切割线定理以及它们的推论统称为圆幂定理。一般用于求线段长度。

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