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关于调和映射的凸组合

摘要

\(\psi{\mu,\nu}(z)=(1-2\cos\nue ^{i\mu}z+e ^{2i\mu}z^{2})^{-1}),\(\mu,\nu\ in[0,2\pi)\)第页是一个解析映射\(\operatorname{Re}p>0\)在打开的单元磁盘上。我们考虑了保意义的平面调和映射\(f=h+\上划线{g}\),这是映射的剪切\(\int_{0}^{z}\psi_{mu,\nu}(\xi)p(\xi)\,{d}\xi\)在这个方向μ这些映射包括调和右半平面映射、垂直条带映射及其旋转。用于各种膨胀选择\(克/小时)属于(f),发现了这些映射的凸组合在方向上是单价和凸的充分条件μ.

1介绍

在单连通域上\(\varOmega\subet\mathbb{C}\)复值调和映射(f)可以写为\(f=h+\上划线{g}\),其中小时是解析映射。路易出版社[8],它是局部单价语义保持的当且仅当其雅可比矩阵\(\mathcal{日本}_{f} =|h'|^{2}-|g'|^{2}\)是正的,或者相当于它的膨胀\(ω{f}:=g’/h’)位于\(\mathbb{D}:=\{z\in\mathbb{C}:|z|<1\}\).让\(\mathcal{H}\)表示所有局部单叶保意义调和映射的类\(f=h+\上划线{g}\)定义于\(\mathbb{D}\)。此外,让\(\mathcal{宋体}_{H} \)表示的子类\(\mathcal{H}\)由归一化的单叶映射组成\(f(0)=0=f{z}(0)-1\)此外,让\(\mathcal{宋体}_{H} ^{0}\)是的子类\(\mathcal{宋体}_{H} \)包含所有映射的\(f=h+\上划线{g}\)这样的话\(f_{\overline{z}}(0)=0\)。对于\(0\leq\nu<\pi\),映射φ在方向上称为凸ν如果\(\varphi(\mathbb{D})\)与平行于连接线的每条线相交\(e^{i\nu}\)到原点。这种映射也称为方向凸映射。如果\(nu=0\)(或\(\pi/2\)),然后φ称为实(或虚)方向上的凸。调和映射\(f=h+上划线{g}{宋体}_{H} ^{0}\)被称为右半平面或垂直条带映射\(\mathbb{D}\)在右半平面上

$$R=\bigl\{w\in\mathbb{C}:\operatorname{Re}(w)>-1/2\bigr\}$$

或垂直条带

$$V_{\alpha}:=\biggl\{w\in\mathbb{C}:\frac{\alfa-\pi}{2\sin\alpha{<\operatorname{Re}周<\frac{\alpha}{2\sin\alpha{\biggr\},\quad\frac{\pi}{2}<\alpha<\pi$$

分别是。众所周知[1,4]如果\(f=h+\上划线{g}\)那么是右半平面调和映射\(h'(z)+g'(z”)=(1-z)^{-2}\),如果是垂直条带调和映射,则\(h'(z)+g'(z”)=(1+2z\cos{\alpha}+z^{2})^{-1}\)在本文中,我们找到了右半平面映射、垂直带映射、它们的旋转以及其他一些调和映射的凸组合在特定方向上是单叶凸的一些充分条件。通常,两个解析/调和映射的凸组合不具有单个映射的唯一性或其他几何性质。可以参考坎贝尔的调查文章[2]以及其中关于解析映射凸组合的唯一性和其他几何性质的参考文献。然而,最近,一些调和映射的凸组合在[5,7,1113]。特别是王等人。[13]和库马尔等人。[7]分别研究了调和映射的凸组合的方向凸性,调和映射是解析映射的剪切\(z/(1-z)\)\(z(1-\αz)/(1-z^{2})\),\(-1\leq\alpha\leq1).受到[7,13],我们研究了调和映射的凸组合,它是解析映射的剪切\(\psi{\mu,\nu}p{k}),其中\(p{k}\)用正实部分析\(\mathbb{D}\)

$$\psi_{\mu,\nu}(z)=\frac{1}{1-2z e^{-i\mu}\cos\nu+z ^{2}e^{-2 i\mu}}},quad\mu,\nu \in[0,2\pi)$$
(1.1)

特别是,我们证明了组合\(f=tf_{1}+(1-t)f_{2}\),\(0\leq t\leq1)映射的\(f{k}=h{k}+\overline{g{k}}\in\mathcal{宋体}_{H} \),\(k=1,2),令人满意\(h{k}'-e^{2i\mu}g{k}'=\psi{mu,\nu}p{k})在方向上是单叶的和凸的μ对于某些特定的膨胀\(f{1}\)\(f{2}\)罗伊斯特和齐格勒的以下结果[10]用于检查解析映射在特定方向上的凸性。

引理1.1

ϕ成为非-常量解析映射\(\mathbb{D}\).然后ϕ地图\(\mathbb{D}\)在方向上凸的域上γ(\(0\leq\gamma<\pi\))当且仅当存在实数μν(\(0\leq\nu<2\pi\))这样的话

$$\operatorname{Re}\bigl(e^{i(\mu-\gamma)}\bigle(1-2z e^{-i\mu}\cos\nu+z^{2}e^{-2 i\mu}\bigr)\phi'(z)\biger)\geq0,\quad z\in\mathbb{D}$$
(1.2)

备注1.2

通过采取γ\(\gamma+\pi\)等于μ在引理中1.1,我们看到一个非恒定的解析映射ϕ在方向上是凸的μ如果,对于某些实数ν(\(0\leq\nu<2\pi\)),映射的真实部分\(\phi'/\psi_{\mu,\nu}\),其中\(\psi_{\mu,\nu}\)由提供(1.1),为非负或非正\(\mathbb{D}\).

引理1.1以及Clunie和Sheil-Small的以下结果[],称为抗剪结构,用于检查调和映射在特定方向上的凸性。

引理1.3

局部单价和意义-保持调和映射\(f=h+\上划线{g}\)\(\mathbb{D}\)是单价的,映射\(\mathbb{D}\)在方向上的凸域上γ(\(0\leq\gamma<\pi\))当且仅当分析映射\(h-e^{2i\gamma}克)是单价的,映射\(\mathbb{D}\)在γ方向上的域凸上.

2主要成果

定理2.1

对于\(k=1,2),\(f{k}=h{k}+\overline{g{k}}\in\mathcal{宋体}_{H} \)这样的话

$$h_{k}(z)-e^{2i\mu}g_{kneneneep(z)=\int_{0}^{z}\psi_{mu,\nu}(\xi)p_{k{(\xi)\,{d}\xi,\quad\mu,[0,2\pi)中的nu$$
(2.1)

哪里\(p{k}\)是一个解析映射\(\操作员姓名{回复}_{k} >0\)\(\mathbb{D}\)\(\psi_{\mu,\nu}\)由提供(1.1).然后是映射\(f=tf{1}+(1-t)f{2}\)是单价的,并且在方向上是凸的μ对于\(0\leq t\leq1)如果它是局部单价且有意义-保存.

证明

\(f=h+\上划线{g}\),然后

$$h=th_{1}+(1-t)h_{2}\quad\text{和}\quad g=tg_{1{+(1-t)g_{2{$$

因此

$$h-e^{2i\mu}g=t\bigl(h_{1} -e个^{2i\mu}g{1}\bigr)+(1-t)\bigl(h_{2} -e个^{2i\mu}g{2}\biger)$$

因此,鉴于(2.1),因此

$$\operatorname{Re}\biggl(\frac{h'-e^{2i\mu}g'}{\psi_{\mu,\nu}}\bigr)=t\operatorname{回复}_{1} +(1-t)\操作员姓名{回复}_{2}>0 $$

\(\mathbb{D}\)对于\(0\leq t\leq1)因此,通过引理1.1,因此映射\(h-e^{2i\mu}克)在方向上是凸的μ结果现在由引理得出1.3. □

定理2.1具有以下明显扩展n个映射。

定理2.2

对于\(k=1,2,\点,n\),\(f{k}=h{k}+\overline{g{k}}\in\mathcal{宋体}_{H} \)满足(2.1),哪里\(p{k}\)是一个解析映射\(\操作员名称{回复}_{k} >0\)\(\mathbb{D}\)\(\psi_{\mu,\nu}\)由提供(1.1).如果\(\sum_{t=1}^{n} t吨_{k} =1\),\(0\leq t_{k}\leq1\),然后是映射\(f=\sum_{t=1}^{n} t吨_{k} (f)_{k} \)是单价的,并且在方向上是凸的μ只要它是局部单价且有意义的-保存.

在定理中2.12.2我们假设(f)局部单价和语义保持\(\mathbb{D}\)接下来,我们将研究一些可以放宽此假设的情况。

定理2.3

对于\(k=1,2),\(f{k}=h{k}+\overline{g{k}}\in\mathcal{宋体}_{H} \)满足(2.1),哪里\(p_{k}\)是一个解析映射\(\操作员姓名{回复}_{k} >0)\(\mathbb{D}\)\(\psi_{\mu,\nu}\)由提供(1.1).\(ω{f{k}})是…的膨胀\(f{k}\),然后是映射\(f=tf{1}+(1-t)f{2}\)是单价的,并且在方向上是凸的μ对于\(0\leq t\leq1)如果\(ω{f{k}})\(p_{k}\)满足以下条件之一:

  1. (i)

    \(\ω_{f_{1}}=\ω_{f_{2}}\),

  2. (ii)

    \(p{1}/(1-e^{2i\mu}\omega{f{1}})=p{2}/,

  3. (iii)

    \(p{1}=p{2}\),

  4. (iv)

    \(ω{f{2}}=-\ω{f1}}\)\(操作符名{Re}(p_{2}(1-e^{2i\mu}\omega_{f_{1}})/(p_}1}(1+e^{2\mu}\omega_{f_1}},))>0\).

证明

根据定理2.1,这足以表明(f)局部单价并保持语义,或者等价地,\(|\omega_{f}|<1\)\(\mathbb{D}\),其中\(\欧米伽{f}\)是膨胀(f)。自\(t=0)结果是显而易见的,我们认为\(0<t<1).关于差异化(2.1)给予

$$h{k}'-e^{2i\mu}g{k}'=\psi{mu,\nu}p{k}$$

上述方程式以及\(g{k}'=\omega{f{k}}h{k}')给予

$$h{k}'=\frac{\psi_{\mu,\nu}p_{k}}{1-e^{2i\mu}\omega_{f_{k}}}}$$
(2.2)

\(f=h+\overline{g}:=th{1}+(1-t)h{2}+\overrine{tg{1}+(1-t)g{2}}),鉴于(2.2),\(\欧米伽{f}\)由提供

$$开始{对齐}\omega_{f}&=\frac{g'}{h'}=\frac{tg_{1}'+(1-t)g_{2}'}{th_{1{'+(1-t)h_{2{'}\\&=\ frac{t\omega_}f{1}}h_{1'+(1-t)\omega_{f{2}}h_2}'}{th_}'+{2}'}\\&=frac{t\omega{f{1}}(1-e^{2i\mu}\omega{f2}})p{1}+(1-t)\omega_{f{2}}(1-t)(1-e^{2i\mu}\ω{f{1}})p{2}}。\结束{对齐}$$
(2.3)

\(ω{f{1}}=ω{f2}}),然后(2.3)给出了那个\(ω{f}=ω{f1}})因此\(|\omega_{f}|<1\)此外,让\(p{k}\)\(ω_{f_{k}}\)由(ii)给出,则(2.3)给出了\(ω{f}=ω{f1}}+(1-t)ω{f2}})因此,\(|\omega_{f_{k}}|<1\)遵循以下原则\(|\omega_{f}|<1\)此外,让\(p{1}=p{2}\),然后(2.3)说明了这一点

$$\omega{f}=\frac{t\omega{f2}}{f{1}})}$$

因此,\(|\omega_{f_{k}}|<1\)意味着

$$\operatorname{Re}\biggl(\frac{1+e^{2i\mu}\omega_{f}}{1-e^{2\mu}\omega{f}{biggr)=t\operatorname{Re}\biggal(\frac{1+e ^{2i \mu}\ omega_}{f{1}}{1-e^{2i.mu}\omega{f_1}}}})+(1-t)\运算符名{Re}\biggl(\frac{1+e^{2i\mu}\omega_{f_{2}}}{1-e^{2\mu}\omega_{f_2}}\bigr)>0$$

因此,\(|\omega_{f}|<1\)最后,让我们\(ω{f{2}}=-\ω{f1}}\),然后从(2.3)我们有

$$\omega{f}=\omega_{f{1}}\frac{t(1+e^{2i\mu}\omega_2f{1{})p_{1}-(1-t)(1-e^{2i\mu}\omega{f{1}})p{2}{t(1+e^{2\mu}\omega{f{1\}},)p{1}+(1-t$$

因此,\(|\omega_{f}|<1\)如果\(|\varphi|<1\)现在,根据(iv)中的假设,我们有

$$\operatorname{Re}\biggl(\frac{1+\varphi}{1-\varphi{\biggr)=\operator name{Re{biggl$$

因此,\(|\varphi|<1\)。这证明了当\(ω{f{k}})\(p{k}\)满足条件(iv)。这就完成了证明。 □

从证明中,很容易看出定理2.3除情况(iv)外,其自然延伸至n个映射如下。

定理2.4

对于\(k=1,2,\点,n\),\(f{k}=h{k}+\overline{g{k}}\in\mathcal{宋体}_{H} \)有扩张\(ω{f{k}})并满足(2.1),哪里\(p{k}\)是一个解析映射\(\操作员姓名{回复}_{k} >0)\(\mathbb{D}\)\(\psi_{\mu,\nu}\)由提供(1.1).如果\(\sum_{t=1}^{n} t吨_{k} =1\),\(0\leq t_{k}\leq1\),然后是映射\(f=\sum{t=1}^{n} t吨_{k} (f)_{k} \)是单价的,并且在方向上是凸的μ假如\(ω{f{k}})\(p{k}\)满足以下条件之一:

  1. (i)

    \(ω{f{1}}=ω{f2}}=cdots=ω,

  2. (ii)

    \(p_{1}/(1-e^{2i\mu}\omega_{f_{1}})=p_{2}/(1-e^{2i\mu}\omega_{f_{2})=\cdots=p_{k}/(1-e^{2i\mu}\omega_{f_{k})\),

  3. (iii)

    \(p{1}=p{2}=\cdots=p{n}\).

下面的例子说明了定理2.3.

例2.5

对于\(k=1,2),让\(f{k}=h{k}+\overline{g{k}}\in\mathcal{宋体}_{H} \)由……提供

$$开始{对齐}f{1}(z)=h{1}-(z)+\上划线{g{1}_(z)}=\frac{1}{2}\log\biggl(\frac{1+z}{1-z}\biggr)+\下划线{z-\frac}{1}\log\ biggl$$

$$开始{对齐}f{2}(z)=h{2}(z)+\上划线{g{2}-(z)}=\frac{1}{2}\log\biggl(\frac}1+z}{1-z}\biggr)+\下划线{1}}{2{log\frac[1}{1}{1-z^{2}}}。\结束{对齐}$$

然后,\(ω{f{k}}),膨胀\(f{k}\),由给出\(ω{f{1}}(z)=-z^{2}\)\(ω_{f_{2}}(z)=z)也可以看到

$$h{k}'(z)+g_{k}'(z)=\frac{1+\omega_{f_{k}}(z)}{1-z^{2}}}$$

因此,\(f{k}\)满足(2.1)带有\(\mu=\pi/2\),\(nu=\pi/2\)\(p{k}=1+\ω{f{k}}\),其中\(\操作员姓名{回复}_{k} >0)\(\mathbb{D}\)因此,它遵循定理2.3地图\(f=tf{1}+(1-t)f{2}\)是单叶的,在虚方向上是凸的\(0\leq t\leq1)。的图像\(\mathbb{D}\)在下面(f)\(t=1),\(t=0),以及\(t=1/3)如图所示1.

图1
图1

的图像\(\mathbb{D}\)在下面(f)以不同的值t吨

我们将使用以下引理来证明我们的下一个结果。

引理2.6

对于\(n\in\mathbb{n}\)\(k=1,2),\(f{k}=h{k}+\overline{g{k}}\in\mathcal{宋体}_{H} \)这样的话

$$h_{k}(z)-g_{kneneneep(z)=\bigl(1+(-1)^{k} 一个\biger)\int_{0}^{z}\frac{q(\xi)\,{d}\xi}{\psi{\mu,\nu_{k}}(\xi^{n})},\quad\mu,\nu{k}\in[0,2\pi)$$
(2.4)

哪里q个是一个分析映射,并且\(\psi_{\mu,\nu}\)由定义(1.1).\(ω{f{k}})是的扩张\(f{k}\).如果

$$\omega_{f_{1}}(z)=-\omega_{f_{2}}(z)=\frac{a+e^{i(θ-\mu)}z^{n}}{1+ae ^{i(θ-\mu)}z^{n}}},\ quad a\ in(-1,1),\θ\ in[0,2\pi)$$
(2.5)

然后是映射\(f=tf{1}+(1-t)f{2}\)局部单价且有意义-为保存\(0\leq t\leq1)假如:

  1. (i)

    \(\cos\theta>\max\{\cos\nu{1},-\cos\nu{2}\}\)\(\cos\nu_{1}>\cos\nu_{2}\),

  2. (ii)

    \(\cos\theta<\min\{\cos\nu{1},-\cos\nu{2}\}\)\(\cos\nu_{2}>\cos\nu_{1}\).

为了证明上述引理,我们将使用以下结果科恩法则[9].

定理2.7

\(r(z)=a{0}+a_{1} z(z)+\cdots+a_{n} z(z)^{n} \)是次数多项式n个

$$r^{*}(z)=z^{n}\overline{r(1/\overline{z})}=\ overline{一}_{n} +\上划线{一}_{n-1}z+\cdots+\上划线{一}_{0}z^{n} ●●●●$$

\(s{1}\)是的零数第页单位圆内和单位圆上\(|z|=1\),分别地.如果\(|a{0}|<|a{n}|\),然后

$$r_{1}(z)=\frac{\overline{一}_{n} 对(z) -a个_{0}r^{*}(z)}{z}$$

是次数多项式\(n-1)并且有\(s-1)\(s{1}\)单位圆内和单位圆上的零个数\(|z|=1\),分别地.

定理的证明2.1

\(f_{k}\in\mathcal{宋体}_{H} \),我们只需要证明结果\(0<t<1)首先,我们将证明条件(i)和(ii)都意味着

$$\bigl\vert 1-(\cos\nu_{1}-\cos\nu_{2})e^{-i\theta}\bigr\vert<1$$
(2.6)

$$\biggl\vert\frac{\cos\nu_{1}+\cos\nu_{2}}{\cos\nu_{1}-\cos\nu_{2}+2\cos\theta}\biggr\vert<1$$
(2.7)

我们看到了\((\cos\nu_{1}-\cos\nu_{2})(\cos\nu_{1}-\cos\nu_{2}-2\cos\theta)<0)如果满足条件(i)或(ii)。因此,

$$\开始{aligned}\bigl\vert 1-(\cos\nu_{1}-\cos\nu_{2})e^{-i\theta}\bigr\vert^{2}-1&=\bigl(1-(\cos\nu_{1}-\cos\nu_{2})\cos\theta\bigr)^{2}+\bigl((\cos\nu_{1}-\ cos \ nu_{2})\ sin \ theta \ bigr)^{2}\\&=(\ cos \ nu_{1}-\cos{2})(cos_{1}-\cos\nu_{2}-2\cos\theta)<0。\结束{对齐}$$

因此,(i)和(ii)都暗示(2.6). 接下来,让条件(i)得到满足。然后\(\cos\theta>\cos\nu_{1}\)\(\cos\theta>-\cos\nu_{2}\),因此

$$\cos\nu_{1}-\cos\nu_{2}-2\cos\θ<\cos\nu{1}+\cos\nu{2}<-\cos\nu{1}+\cos\努{2}+2\cos\ theta$$
(2.8)

类似地,如果满足条件(ii),则

$$-\cos\nu_{1}+\cos\nu_{2}+2\cos\theta<\ cos\nu_1}+\ cos\nu_2}<\ cos_{1}-\cos\nu_{2}-2\cosθ$$
(2.9)

因此(2.8)和(2.9)表明(i)和(ii)都暗示(2.7).

现在,差异化(2.4),我们有

$$\bigl(h{k}'(z)-g{k}`(z)\biger^{k} 一个\较大)q(z)$$

上述方程式以及\(g{k}'=\omega{f{k}}h{k}')给予

$$h_{k}'(z)=\压裂{(1+(-1)^{k} 一个)q(z)}{\psi{\mu,\nu{k}}(z^{n})(1-\omega{f{k}(z))}$$

因此\(\欧米伽{f}\),膨胀\(f=tf{1}+(1-t)f{2}\),由给定

$$开始{对齐}\omega{f}(z)&=\frac{tg{1}'(z)+(1-t)g{2}'(z)}{th_{1}'(z th'{1}(z)+(1-t)h{2}'(z)}\\&=frac{t\omega{f{1}}ω{f{1}}(z))(1+a)}{t\pis_{\mu,\nu_{2}}(z^{n})(1-\ω_{f_{2}}(z))(1-a)+(1-t)\pis_{\mu,\nu_{1}}(z^{n})(1-\ω_{f_{1}}(z)))(1+a)}。\结束{对齐}$$
(2.10)

现在,在替换\(ω{f{k}}),由提供(2.5),英寸(2.10),我们获得

$$\begin{aligned}\selectfont\begin{aligned}\omega{f}(z)&=omega{f2}}(z)\\&\quad\times\biggl(\frac{t(1+ae^i(\theta-\mu)}z^{n}+a+e^{i(\teta-\mu i(θ-\mu)}z^{n} -a-e^{i(θ-\mu)}z^{n})\psi{\mu,\nu{1}}(z^{n})z(z)^{n} -a-e^{i(θ-\mu)}z^{n})\psi_{mu,\nu_{1}}(z^{n})(1+a)}\biggr)\\&=\omega_{f_1}}z^{n})\psi{\mu,\nu{1}}(z^{n})}{t(1+e^{i(θ-\mu)}z^{n\})\ psi{\ mu,\nu{2}}。\end{aligned}\end{alinged}$$

上述等式,在替换以下值后\(\psi{\mu,\nu{k}})然后把\(e^{-i\mu}z^{n}=w\),相当于

$$\begin{aligned}\begin{aligned}[b]\omega_{f}\bigl(\bigle(e^{i\mu}w\biger)^{1/n}\bigr)&=\omega_{f_{1}}\bigl(\bigl(e ^{i\ mu}w \biger ^{2})-(1-t)(1-e^{iθ}w)+w^{2})}\biggr)\\&=:\omega_{f_{1}}\bigl(\bigle(e^{i\mu}w\bigr)^{1/n}\biger)w(w)。\end{aligned}\hsspace{-36pt}\end{alinged}$$
(2.11)

为了证明我们的结果,我们必须展示\(|\omega_{f}|<1\)\(\mathbb{D}\).自\(|\omega_{f_{1}}|<1\),鉴于(2.11),这足以表明\(|W|<1\)\(\mathbb{D}\).让

$$\begin{aligned}W(W)=e^{-i\theta}\frac{\mathfrak{p}(W)}{\matchfrak{q}(W)},\end{aligned}$$

其中,经过简化,

$$\开始{aligned}\mathfrak{p}(w)={}&e^{i\theta}w^{3}+\bigl(2t-1-2te^{i\t theta}\cos\nu_{1}-2(1-t)e^{i\theta}\cos\nu_2}\biger)w^{2}\\&+\bigl$$

$$\begin{aligned}\mathfrak{q}(w)={}&(2t-1)w^{3}+\bigl(e^{-i\theta}-2t\cos\nu_{1}+2(1-t)\cos\nu_2}\bigr)w^}\\&+\bigle(2t-1-2te^{-i\t theta}\cos\nu_{1}-2(1-t)e^{-i\theta}\cos\nu_{2}\bigr)w+e^{-i\theta}。\结束{对齐}$$

很明显\(\mathfrak{q}(w)=w^{3}\overline{\mathfrak{p}(1/\overline{w})}\)。因此,我们可以写W公司如下:

$$W(W)=\frac{\mathfrak{p}(W)}{W^{3}\overline{\matchfrak{p}(1/\overline{W})}}=e^{i\theta}\prod_{i=1}^{3{$$

哪里\(w{1}\),\(w{2}\),以及\(w{3}\)是的零k个因此,为了显示\(|W|<1\),这就足够了\(w{1},w{2},w{3}\在\mathbb{D}\中).我们将针对案例进行讨论\(t=1/2)\(第1/2页)分别进行。对于\(第1/2页),我们有\(0<|2t-1|<|e^{i\theta}|=1\).定义多项式\(\mathfrak{p}_{1}\)通过

$$\开始{aligned}\mathfrak{p}_{1} (w)&=\frac{e^{-i\theta}\mathfrak{p}(w)-(2t-1)\mathfrak{q}(w)}{w}。\结束{对齐}$$

计算得出

$$\开始{aligned}\mathfrak{p}_{1} (w)&=4吨(1-t)w^{2} -4吨(1-t)(\cos\nu_{1}+\cos\nu_{2})w+4t(1-t_{1}-\cos\nu_{2})e^{-i\theta}\bigr)\\&=4t(1-t)\tilde{\mathfrak{p}}{1}(w),\end{aligned}$$

哪里

$$\波浪线{\mathfrak{p}}_{1}(w)=w^{2}-(\cos\nu_{1}+\cos\nu_{2})w+1-(\cos\nu_{1}-\cos\nu_{2})e^{-i\theta}$$

回想一下这种不平等(2.6)持有。再次定义多项式\(\mathfrak){p}_{2}\)通过

$$\mathfrak{p}_{2} (w)=frac{tilde{mathfrak{p}}{1}(w)-(1-(cos\nu_{1}-\cos\nu_{2})e^{-i\theta})\波浪线{\mathfrak{p}}_{1}^{*}(w)}{w}$$

哪里\(波浪线{\mathfrak{p}}{1}^{*}(w)=w^{2}\上划线{\tilde{\matchfrak{p2}}{1}(1/\上划线})}\)此外,我们看到

$$\开始{aligned}\mathfrak{p}_{2} (w)&=\bigl(1-\bigl\vert 1-(\cos\nu_{1}-\cos\nu_{2})e^{-i\theta}\bigr\vert^{2}\biger)w-\bigl(\cos^{2neneneep \nu_{1}-\cos^{2}\nu_{2}\biger)e^{-i\theta}\\&=-(\cos\nu_{1}-\cos\nu_{2})\bigl((\cos\nu_{1}-\cos\nu_{2}-2\cos\θ)w+(\cos\nu{1}+\cos\nu{2})e^{-i\θ}\biger)。\结束{对齐}$$

\(\cos\nu_{1}\neq\cos\nu_{2}\),它来自(2.7)唯一的零\(\mathfrak{p}_{2}\)位于\(\mathbb{D}\)因此,根据定理2.7的两个零\(\mathfrak{p}_{1}\)因此\(\mathfrak{p}\)躺在里面\(\mathbb{D}\)。这就完成了对\(第1/2页)。现在,为了\(t=1/2\),我们有

$$\mathfrak{p}(w)=e^{i\theta}w\mathbrak{p}_{1} (w)$$
(2.12)

\(\mathfrak{p}_{1}\)有两个零,它们都在\(\mathbb{D}\),由(2.12),所有的三个零\(\mathfrak{p}\)躺在里面\(\mathbb{D}\).这就完成了定理的证明2.1. □

推论2.8

对于\(n\in\mathbb{n}\)\(k=1,2),\(f{k}=h{k}+\overline{g{k}}\in\mathcal{宋体}_{H} \)这样的话

$$h_{k}(z)-g_{kneneneep(z)=\bigl(1+(-1)^{k} 一个\bigr)\int_{0}^{z}q(\xi)\psi_{\mu,\nu_{k}}\bigl(\xi^{n}\biger)\,{d}\xi,\quad\mu,\ nu\ in[0,2\pi)$$
(2.13)

哪里q个是一个分析映射,并且\(\psi_{\mu,\nu}\)由定义(1.1).\(ω_{f_{k}}\)是…的膨胀\(f{k}\).如果

$$\omega_{f_{1}}(z)=-\omega_2}}$$

然后是映射\(f=tf{1}+(1-t)f{2}\)局部单价且有意义-为保存\(0\leq t\leq1)假如:

  1. (i)

    \(\cos\theta>\max\{\cos\nu{2},-\cos\nu{1}\}\)\(\cos\nu_{2}>\cos\nu_{1}\),

  2. (ii)

    \(\cos\theta<\min\{\cos\nu{2},-\cos\nu{1}\}\)\(\cos\nu_{1}>\cos\nu_{2}\).

证明

类似于引理2.6,我们找到了膨胀的表达式\(ω_{f}\)属于\(f=tf{1}+(1-t)f{2}\)如下:

$$\omega_{f}(z)=\frac{t\omega_{f_{1}}(z)\psi_{\mu,\nu_{1}}(z ^{n})(1-\omega_{f_{2}}(z)\psi_{\mu,\nu_{2}}(z ^{n})(1-\omega_{f_{1}}(z))(1+a)}{1}}(z ^{n})(1-\ω_{f_{2}}}(z))(1-a)+(1-t)\psi_{\mu,\nu_{2}}}(z ^{n})(1-\ω_{f_{1}}(z))(1+a)}$$

上述方程式与(2.10)除了那个\(\cos\nu_{1}\)\(\cos\nu_{2}\)互换。因此,结果遵循引理2.6. □

通过使用引理2.6,我们现在检查(f)在定理中2.1对于某些特定值\(p{k}\).

定理2.9

对于\(k=1,2),\(f{k}=h{k}+\overline{g{k}}\in\mathcal{宋体}_{H} \)这样的话

$$h_{k}(z)+e^{2i\mu}g_{kneneneep(z)=\bigl(1+(-1)^{k} 一个\bigr)\int_{0}^{z}\psi_{\mu,\nu_{k}}(\xi)\,{d}\xi,\quad-1<a<1$$
(2.14)

哪里\(\psi{\mu,\nu{k}}\)由定义(1.1).\(ω{f{k}})是的扩张\(f{k}\).如果

$$\omega_{f_{1}}(z)=-\omega_{f_2}}$$
(2.15)

然后是映射\(f=tf{1}+(1-t)f{2}\)在方向上是单叶的和凸的\(\mu+\pi/2\)对于\(0\leq t\leq1)假如θ\(\nu_{k}\)如推论所示2.8.

证明

\(F{k}=H_{k}+\上横线{G{k}}\),其中\(H_{k}=H_{k{)\(G{k}=-e^{2i\mu}G{k})然后,鉴于(2.14)和(2.15),我们有

$$H_{k}(z)-G_{k}(z)=\bigl(1+(-1)^{k} 一个\bigr)\int_{0}^{z}\psi_{\mu,\nu_{k}}(\xi)\,{d}\xi$$

和膨胀\(\omega_{F_{k}}\)属于\(F_{k}\)由提供

$$\omega{F{1}}(z)=-\omega_{F{2}}$$

因此,根据推论2.8,映射\(F:=tF{1}+(1-t)F{2}\)是局部单价的,并且保持感官。因此,

$$\biggl\vert\frac{tG{1}'+(1-t)G{2}'}{tH_{1}'+(1-t)H_{2}'}\biggr\vert<1\quad\text{on}\mathbb{D}$$

等效地,

$$\biggl\vert\frac{tg{1}'+(1-t)g{2}'}{th{1}'+(1-t)h{2}'}\biggr\vert<1\quad\text{on}\mathbb{D}$$

因此,(f)是局部单价的,并且保持感官。现在,我们可以写了(2.14)作为

$$h_{k}(z)-e^{2i(\mu+\pi/2)}g_{k{(z$$
(2.16)

哪里\(\psi_{\mu+\pi/2,\pi/2}\)由定义(1.1)和

$$p_{k}(z)=\frac{(1+(-1)^{k} 一个)\psi{\mu,\nu{k}}(z)}{\psi{\tu+\pi/2,\pi/2}(z)}=:\bigl(1+(-1)^{k} 一个\较大)\波浪线{p}_{k} \bigl(e^{-i\mu}z\bigr)$$

因此,鉴于(2.16),定理2.1一旦我们证明了\(\操作员姓名{回复}_{k} \)或者,同等地,\(\operatorname{Re}\tilde{p}_{k} \)是肯定的\(\mathbb{D}\).自

$$\波浪号{p}_{k} (z)=\压裂{1-z^{2}}{1-2z\cos\nu{k}+z^{2]}$$
(2.17)

我们看到了

$$\biggl\vert\frac{\tilde{p}_{k} (z)-1}{\波浪线{p}_{k} (z)+1}\biggr\vert=\biggl\vert\frac{z(\cos\nu{k}-z)}{1-z\cos\nu{k}}\bigbr\vert<1$$

因此\(\operatorname{Re}\tilde{p}_{k} (z)>0\(\mathbb{D}\)这就完成了证明。 □

接下来,我们给出定理的说明2.9通过一个例子。

示例2.10

对于\(k=1,2),让\(f{k}=h{k}+\overline{g{k}}\in\mathcal{宋体}_{H} \)是这样的

$$\begin{collected}h{1}(z)=\frac{1}{4}\tan^{-1}z+\压裂{3}{8}\log\frac{1+z^{2}}{(1-z)^{2{}},\\g{1}(z)=\压裂{1}{4}^{-1}z-\压裂{3}{8}\log\frac{1+z^{2}}{(1-z)^{2{},\\h_{2}(z)=\frac{3}}{2\sqrt{2}{tan^{-1}(\sqrt{2%-1)+\frac{1}{8+4\sqrt}}压裂{3\pi}{8\sqrt{2}},结束{聚集}$$

$$g_{2}(z)=\frac{3}{2 \sqrt{2}}\tan ^{-1}(\sqrt{2}z-1)-\frac{1}{8+4 \sqrt{2}}\log\frac{(1+z)^{2}}{1-\sqrt{2}z+z^{2}}+\frac{3 \pi}{8 \sqrt{2}}}$$

那么我们有

$$\开始{聚集}h{1}(z)+g{1}(z)=\frac{1}{2}\tan^{-1}z=\int_{0}^{z}\frac{1/2}{1+\xi^{2}}\,d\xi,\\h_2}(z)+g{2}(z)=-\ frac{3i}{2\sqrt{2}{3}\log\frac}\sqrt{2}-(1-i)z}{\sqrt{2}-(1+i)z}=\int_{0}^{z}\frac{3/2}{1-\sqrt{2}\xi+\xi^{2}}\,d\xi,\end{聚集}$$

$$\omega{f{2}}(z)=\frac{g{2}'(z)}{h{2}'(z$$

哪里\(ω{f{k}})是膨胀\(f{k}\)因此,可以看出\(f{k}\)满足(2.14)和(2.15)带有\(\mu=0\),\(\nu_{1}=\pi/2\),\(\nu_{2}=\pi/4\),\(θ=0),以及\(a=1/2)此外,由于\(\cos\nu_{2}=1/\sqrt{2}>0=\cos\nu_{1}\)

$$\cos\theta=1>\frac{1}{\sqrt{2}}=\max\{\cos\nu{2},-\cos\nu{1}$$

推论中的条件(i)2.8持有。因此,根据定理2.9,映射\(f=tf{1}+(1-t)f{2}\)是单叶的,在虚方向上是凸的\(0\leq t\leq1)。的图像\(\mathbb{D}\)在下面(f)\(t=0\),\(t=1),以及\(t=1/3)如图所示2.

图2
图2

的图像\(\mathbb{D}\)在下面(f)以不同的值t吨

定理2.11

对于\(k=1,2),\(f=h{k}+\overline{g{k}}\in\mathcal{宋体}_{H} \)这样的话

$$h_{k}(z)+e^{2i\mu}g_{kneneneep(z)=\bigl(1+(-1)^{k} 一个\较大)\分形{z(1-ze^{-i\mu}\cos\nu{k})}{1-z^{2}e^{-2i\mu}},\quad-1<a<1$$
(2.18)

对于\([0,2\pi中的\mu,\nu_{k}).如果\(ω{f{k}}),膨胀\(f{k}\)由提供

$$\omega_{f_{1}}(z)=-\omega_{f_{2}}(z)=-e^{-2i\mu}\frac{a+e^{i(θ-\mu)}z}{1+ae^{i(θ-\mu)}z}$$
(2.19)

然后映射\(f=tf{1}+(1-t)f{2}\)在方向上是单叶的和凸的\(\mu+\pi/2\)对于\(0\leq t\leq1)假如θ\(\nu_{k}\)如引理所示2.6.

证明

差异化(2.18),我们得到

$$h{k}'(z)+e^{2i\mu}g{k}`(z)=\frac{(1+(-1)^{k} 一个)(1-2ze^{-i\mu}\cos\nu{k}+z^{2}e^{-2i\mu})}{(1-z^{2\emu})^{2{}$$

上述方程式可以写成

$$h_{k}(z)+e^{2i\mu}g_{kneneneep(z)=\bigl(1+(-1)^{k} 一个\较大)\int_{0}^{z}\frac{q(\xi)}{\psi{\mu,\nu_{k}(\xi)}\,{d}\xi$$
(2.20)

哪里\(q(z)=(1-z^{2}e^{-2i\mu})^{-2})类似于定理证明2.9,通过引理2.6,我们得到(f)是局部单价的和保义的。此外,我们可以写(2.20)作为

$$h_{k}(z)-e^{2i(\mu+\pi/2)}g_{kneneneep(z)=\int_{0}^{z}p_{k{}(\xi)\psi_{mu+\pi/2,\pi/2}(\ xi)\,{d}\xi$$
(2.21)

哪里

$$p_{k}(z)=\压裂{(1+(-1)^{k} 一个)(1-2ze^{-i\mu}\cos\nu{k}+z^{2}e^{-2i\mu})}{1-z^{2]e^{-2-i\mu{}$$

请注意\(p{k}(z)=(1+(-1))^{k} 一个)/\波浪线{p}_{k} (e^{-i\mu}z),其中\(\波浪号{p}_{k} \)由定义(2.17)因此\(\operatorname{Re}\tilde{p}_{k} \)或等效地\(\操作员姓名{回复}p_{k} \)是肯定的\(\mathbb{D}\)因此,鉴于(2.21),定理2.1遵循结果。 □

备注2.12

如果我们把\(a=θ=μ=0)在定理中2.11,我们得到Kumar的定理7等人。 [7].

对于\([0,2\pi中的\mu,\nu),定义\(\varPhi_{\mu,\nu}\)通过

$$\varPhi_{\mu,\nu}(z)=\frac{1-\cos\nu}{4e^{-i\mu}}\log\biggl(\frac}1+e^{-i\mu}z}{1-e^{/i\mu}z}\biggr)+\frac{(1+\cos\nu)z}{2(1+e*{-2i\mu}z^{2})}$$
(2.22)

映射\(\varPhi_{0,\nu}\)地图\(\mathbb{D}\)研究了沿实方向具有平行狭缝的区域及其沿实方向的谐波剪切[6]。在下一个结果中,我们找到了调和剪切凸组合方向凸性的充分条件\(\varPhi_{\mu,\nu}\).

定理2.13

对于\(k=1,2),\(f{k}=h{k}+\overline{g{k}}\in\mathcal{宋体}_{H} \)这样的话

$$h_{k}(z)-e^{2i\mu}g_{kneneneep(z)=\bigl(1+(-1)^{k} 一个\bigr)\varPhi_{\mu,\nu_{k}}(z),\quad a\in(-1,1),\mu$$
(2.23)

哪里\(\varPhi_{\mu,\nu_{k}}\)由定义(2.22).如果\(ω_{f_{k}}\),膨胀\(f{k}\)由提供

$$\omega{f_{1}}(z)=-\omega_{f_2}}$$

然后是映射\(f=tf{1}+(1-t)f{2}\)在方向上是单叶的和凸的μ对于\(0\leq t\leq1)假如θ\(\nu_{k}\)如引理所示2.6.

证明

关于差异化(2.23),我们有

$$\开始{对齐}h'_{k}(z)-e^{2i\mu}g'_{k}(z)&=\bigl(1+(-1)^{k} 一个\bigr)\biggl(\frac{1-\cos\nu_k}}{2(1-e^{-2i\mu}z^{2})}+\frac}(1+\cos\nu_k})(1-e^{-2-i\mu{z^{2])}{2^{k} 一个\较大)\frac{1-2\cos\nu_{k}e^{-2i\mu}z^{2}+e^{-4i\muneneneep z^{4}}{(1-e^{-2-i\mu}z^}{2})(1+e^}-2i\mo}z^[2})^{2{}}。\结束{对齐}$$

因此,

$$h_{k}(z)-e^{2i\mu}g_{kneneneep(z)=\bigl(1+(-1)^{k} 一个\较大)\int_{0}^{z}\frac{q(\xi)}{\psi{2\mu,\nu_{k}}(\xi^{2})}\,d\xi$$
(2.24)

哪里

$$q(z)=\frac{1}{(1-e^{-2i\mu}z^{2})(1+e^{-2i\mu}z^{2})^{2}}$$

因此,遵循与定理证明类似的方法2.9,我们通过使用引理看到2.6那个(f)是局部单价的,并且保持感官。此外(2.24)也可以写成

$$h_{k}(z)-e^{2i\mu}g_{kneneneep(z)=\int_{0}^{z} 第页_{k} (xi)\psi{\mu,\pi/2}(\xi)\,d\xi$$
(2.25)

哪里

$$p_{k}(z)=\bigl(1+(-1)^{k} 一个\较大)\frac{1-2\cos\nu{k}e^{-2i\mu}z^{2}+e^{-4i\mu{z^{4}}{1-e^{4i\muneneneep z^{4]}$$

\(p{k}(z)=(1+(-1))^{k} 一个)/\波浪形花纹{p}_{k} (e^{-2i\mu}z^{2}),其中\(\波浪号{p}_{k} \)由定义(2.17)因此\(\operatorname{Re}\tilde{p}_{k} \)或同等\(\操作员姓名{回复}_{k} \)是肯定的\(\mathbb{D}\)因此,鉴于(2.25),结果遵循定理2.1. □

定理2.14

对于\(k=1,2),\(f{k}=h{k}+\overline{g{k}}\in\mathcal{宋体}_{H} \)这样的话

$$h_{k}(z)-e^{2i\mu}g_{kneneneep(z)=\bigl(1+(-1)^{k} 一个\biger)\int_{0}^{z}\varPsi_{k}(\xi)\,d\xi,\quad a\in(-1,1)$$

哪里

$$\varPsi_{k}(z)=\frac{1-2\cos\nu_{k{e^{-in\mu}z^{n}+e^{-2in\mu}z^{2n}}{(1-e^{-2-in\mu{z^})k}\在[0,2\pi)中$$

如果\(ω{f{k}}),膨胀\(f_{k}\)由提供

$$\omega{f_{1}}(z)=-\omega_{f_2}}$$

然后是映射\(f=tf{1}+(1-t)f{2}\)在方向上是单叶的和凸的μ对于\(0\leq t\leq1)假如θ\(\nu_{k}\)如引理所示2.6.

上述定理的证明与定理的证明类似2.13因此这里省略了。

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致谢

不适用。

数据和材料的可用性

不适用。

基金

第二位作者得到了韩国政府资助的韩国国家研究基金会(NRF)的资助(MSIP;科学、信息通信技术和未来规划部)(编号:NRF-2017R1C1B5076778)。第三位作者通过韩国教育、科学和技术部资助的国家研究基金会(NRF)获得了基础科学研究计划的支持(编号:2019R1I1A3A01050861)。

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Beig,S.,Sim,Y.J.&Cho,N.E.关于调和映射的凸组合。J不平等申请 2020, 84 (2020). https://doi.org/10.1186/s13660-020-02350-8

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