Параметрическое представление в теории однолистных функций
Параметри́ческое представле́ние в тео́рии одноли́стных фу́нкций, представление однолистных функций, осуществляющих конформное отображение плоских областей на области канонического вида (например, на круг с концентрическими разрезами); оно возникает обычно следующим образом. Выбирается однопараметрическое семейство областей , , вложенных друг в друга, , . Для области предполагается известным её конформное отображение на некоторую каноническую область . По известному отображению области на область канонического вида строится такое же отображение для области , где и мало. При непрерывном изменении параметра на этом пути возникают дифференциальные уравнения, наиболее известными из которых являются уравнение Лёвнера и уравнение Лёвнера – Куфарева. В дискретном случае – для сеточных областей и натурального параметра – переход от отображения к отображению , , осуществляется по рекуррентным формулам. Источником упомянутых формул и уравнений служит обычно формула Шварца (см. Голузин. 1966) и её обобщения (см. Александров. 1972). Не менее важным источником параметрических представлений служат вариации Адамара (см. Hadamard. 1908; 1910) для функций Грина , , указанного выше семейства областей. Метод Адамара называется также методом инвариантного погружения (см. Беллман. 1974) для эллиптических дифференциальных уравнений. Ниже показана связь параметрических представлений, вариаций Адамара и инвариантного погружения в простейшем (дискретном) случае.
Пусть – некоторый набор целых комплексных чисел (сеточная область) и функция Грина – экстремаль функционала Дирихле – Дугласав классе всех действительных на функций . Здесь , – натуральное число, – символ Кронекера и , , – некоторый набор пар чисел; – граница области , или . Нахождение экстремума функционала – задача квадратичного программирования. Сравнение её решений при и даёт основную формулу инвариантного погружения (вариацию Адамара):где , символ означает разностные операторы (1) по второму аргументу функции Грина. Зная функцию , можно шаг за шагом (рекуррентно) получить по формуле (2) все функции , . Достроив функцию Грина до сеточно аналитической функции согласно уравнениям типа Коши – Риманаполучают однолистное сеточно-квазиконформное отображение области в единичный круг. Ближайшим к началу координат будет образ точки . В пределе при отображение сеточно-конформно и образом области служит круг с концентрическими разрезами. Получен непрерывный аналог формулы (2) (см. Попов. 1972). В случае, когда все области односвязны и канонической областью служит единичный круг , удаётся, используя дробно-линейные автоморфизмы круга , представить функцию Грина в явном видечерез функцию , отображающую на с нормировкой , для всех .
В терминах отображения вариация Адамара сводится к обыкновенному дифференциальному уравнению (Лёвнера). По сравнению с вариацией Адамара это уравнение значительно проще, однако информация о границе области представлена в нём неявно – через управляющий параметр , поскольку функция заранее неизвестна. Тем не менее уравнение Лёвнера – основной инструмент параметрических представлений.
Были рассмотрены более общие однопараметрические семейства областей , , не обязательно вложенных друг в друга (см. Куфарев. 1943). Возникающие при таких параметрических представлениях уравнения называются уравнениями Куфарева – Лёвнера. Существуют также модификации уравнений Лёвнера и Куфарева – Лёвнера на те случаи, когда области обладают различного рода симметриями или иными геометрическими особенностями (Голузин. 1960).