1、,() :数学物理学报 :关于整函数零点和周期性的研究摘要: 该文证明如果 是超越整函数, 且满足对某个正整数 使得 () 是周期函数, 那么 也是周期函数 这一结果与最近 提出的一个猜想有密切联系?关键词: 整函数; 零点; 周期性() 主埋分类: 中围分类号, 文献标识码: 文章编号: () 引言本文主要研究了 近期提出的一个问题猜想 如果 是超越整函数, 且满足对某个正整数 使得 ()是周期函数, 那么 也是周期函数这类问题可以追溯到上世纪 年代, 和 , 其中 证明了如果 是任意一个非常值整函数, 是次数大于 的任意多项式, 则 () 不是周期函数 随后, 和 进一步证明了如果 是超越
2、的, 那么 () 模任意多项式后不是周期函数 三年后,如【仑证了当级小于 的任意超越整函数替代 时,取邮取取鉀和 的结果仍是成立的 另外, 在一类增长性条件下, 和 把 和 的结果推广到形式为叫()内的整函数上这里当 时, 我们证实了猜想 事实上, 本文得到了如下更一般性的结果?定理 如果 是超越整函数,且满足对某个正整数 使得 ( )是周期函数, 那么 也是周期函数在文献 中, 作者定义了复数序列 ?是周期为 () 的周期点集当且仅当序列 重新排列后与 致, 并且证明了如果 是整函数, 且满足 (, ) ;收稿日期: ; 修订日期: 士 :; 基金项目: 国家自然科学基金(,) 和教育部长江
3、学者和创新团队发展计划项目 ()( ,)() 通讯作者数 学 物 理学报 这里(, ) () , 那么存在一个常数 和一个周期为 的周期整函数 使得 具有以下形式 ( ) ( )当且仅当 , 广 的零点集合心,今是周期同为 的周期点集 同时可参见文献 间 , 其中作者得到了由 代替 的更一般的结果本文, 我们参照文献 和 中的方法, 得到了有限级整函数与零点相关的周期性结论定理 令 , :,为正整数, 设 为有限级超越整函数, 且满足 ()是周期为 (一) 的周期函数 如果 和 ( ) 都存在零点, 且所有零点重级分别为 和 , 并且使得() 的零点重级大于叩, 则存在一个常数 满足, , 使
4、得对任意复数 都有 ( )( ,且 是周期为 () 的周期函数? 引理为了证明本文的结果, 我们需要下面两个引理引理 , 令整数 , 假设除 之外, 凡 , 都是非常值的亚纯函数,且满足这里? 如果存在一个常数 和一个正实数子集 满足, 使得对任意的和:, , 有 ( :) ( )( )( ) )(, )乂成立, 那么 这里我们使用 理论中的标准记号更多细节, 请参考文献 或引理 如果 是周期为 () 的非常数整函数, 那么 的零点集合是周期为 的周期点集 同时 的每个零点重级相同证 如果 的零点集合之 二 , 结论显然成立 下面我们假设, 由于 是周期为 的非常数整函数, 很容易得到是周期为
5、 的周期点集取勿, 记其重级为以(勿) , 则我们可以记( )( () ,其中?)是满足咖 )一 的整函数 因此有() () ,这意味着 的零点 的重级 () 满足 ) ()另一方面, 我们也可以记() () () ,( )( ) 王琼等:关于整函数零点和周期性的研究 其中 分是满足) 的整函数 因此有 ()(之) (之),这立刻推导出由 ( ) 和 ( ) 式可得到类似地, 我们有付(之) 幺 ) ) ) ( ) (),()再由是周期为 的周期点集, 所以 的每个零点重级都相同 引理 证毕有定理 的证明由于 ()( )是周期函数, 不妨假设其周期为) 则对复平面中的任意, 我们()()()(
6、 ) ( )对 ( ) 式积分后得() ()( ) ,其中 ( )是次数小于 ; 的多项式 则有 ()( ) )() () ( )( )下面根据 是否恒为零, 我们分成两种情况来证明情形 三 我们有()( )或()前者意味着 的周期为 ? , 后者意味着 的周期为 这就完成了此情形下定理 的证明情形 存在一个整函数 和两个非零多项式 和 满足 , 使得()() ()(: )()和()() ()()()由 () 和 ( ) 式, 我们容易得到() () () , ( )数 学 物 理学报 ()() ) ()()因为 是超越的, 所以整函数 显然不是常数用 替代 ( ) 式中的 那么结合 ( )
7、式可得 ( ) ( )()() ()(),整理上式得,二 ,其中 () ( ) ()( )( ) (,风? ()及, (之)()( ) ( )?我们可知 是超越的, 且 和 至少有一个是超越的? 如果 是超越的,” , , 时, 我们有 (, , , )( )( )(, ) 利用引理 , 即得因此 ( ) 式就变成利用 ( )和 ( ) 式, 我们有 ) ()()( ) 三 ) ( ), ()()( ) ( ) (:) )(之 ) () ) )也就是()()因此得到一个矛盾如果 是超越的, 相似的方法可得到 ,因此有()()这又出现矛盾 定理 证毕( )( )注意当()( ) 王琼等: 关于整
8、函数零点和周期性的研究 定理 的证明假设 () 的周期为 ) ? 首先, 我们来论证知是周期同为? 的周期点集 为此, 我们分如下两种情形情形 心 进一步, 如果 , 结论是显然成立的 如果 , 注意到( )广(之土)()(土),那么 勿 当且仅当 : 巧( ) , 也就是说, ( (是周期为 的周期点集,因此这种情形下结论也是成立的情形 特别地, 如果 , 根据情形 的证明方法可类似的得到 是周期为 ? 的周期点集, 所以在这种情况下, 定理成立下面假设 取 勿 , 记的重级为( ) 注意由假设可知设() ( ) ( ) ()( ) () ()? ();( ), ( ( )( ) ( )从
9、( ) 式和引理 中发现 ( () ()由于 , 利用 ( ) 式我们进一步得() ,()也就是说, 勿 和 勿 ( ) 类似地, 我们可以证明 和 功 ? 因此,和 是周期同为 的周期点集由文献 , 定理 中的一个结论可知, 存在常数 和周期为 的周期整函数 使得 具有下面形式()() ,这可以进一步推出() )()( )另一方面, 由于广()是周期为 的周期函数,那么我们也有()()然而, 从 () 式中可以看出()()( )( )() 数学 物 理 学 报 综合 ( ) 和 () 式可得() 二从而定理 证明完毕()() ()注记注 在定理 的证明中, 我们发现如果 ()( ) 的周期为, 那么 的周期可能为 这种情形很容易发生 例如, ()如 的周期为 ,但是 () 的周期为 注 形式 ( )? 中的指数 不能去除 例如, ? 并不是周期函数, 而尸(; ) 却是周期函数致谢本文作者感谢 教授提出的宝贵建议和注记参 考 文 献 () , ,:, ?, : , , : , , ( ) : ,( ) : , ,( ) : ,() : , , : , : ?, (,):, () ,:;():