1. 引言和结果
本文使用值分布的标准记号(见[1] [2] ),对于亚纯函数,用分别表示亚纯函数的级,零点收敛指数和极点收敛指数,并引入以下定义:
定义1:(见[2] )亚纯函数的超级定义为。
定义2:(见[3] )亚纯函数的二级零点收敛指数定义为,二级不同零点收敛指数定义为。
陈宗煊和杨重骏在文献[4] 中证明了:
定理A:设是整函数,满足。
则微分方程
(1.1)
每一个不恒为零的解满足。
定理B:设满足定理A的假设,是整函数,且。则微分方程
(1.2)
所有解满足,至多有一个例外解。
廖莉和陈宗煊在文献[5] 中证明了:
定理C:设是亚纯函数,满足存在某个是超越的,并满足和。
而对于其它满足
如果(1.2)中的亚纯解极点重数一致有界,那么至少有一个亚纯解满足
本文将定理A,B中方程的系数推广到了亚纯系数,将定理C的条件减弱,得到如下定理
定理1:假设是亚纯函数,,满足。若是(1.1)的任一亚纯解,且极点阶数有界,则。
定理2:假设满足定理1的假设,是亚纯函数,且。若是(1.2)的任一亚纯解,且极点阶数有界,则,至多除去一个例外解。
定理3:假设,是亚纯函数,存在某个满足及
如果(1.2)中的亚纯解极点重数一致有界,那么至少有一个亚纯解满足。
2. 引理
引理1:(见[6] )假设是超越亚纯函数,。设表示一个整数对的有限集合,满足。假定是任给常数,那么存在子集具有有穷对数测度,对满足的所有和,有
引理2:(见[6] )假设是一个无穷级整函数,超级。为的中心指标,则有
引理3:设为无穷级亚纯函数,其中和为整函数,且,
,若是线测度和对数测度均有穷的集合,则存在一列,且,当满足且时,有
证明:由归纳法,有
(2.1)
其中是常数,。因此
(2.2)
由Wiman-Valiron定理(见[7] -[9] ),存在一个对数测度有穷的集合,当z满足及时,
(2.3)
将(2.3)代入(2.2)有
(2.4)
由引理1,对任给的,存在一个对数测度有穷的集合,当满足时,有
(2.5)
由和(2.5)得
(2.6)
由引理2可知,存在一序列,满足。令的对数测
度为,取,有
. (2.7)
又
(2.8)
由(2.7)知,当充分大时,有
. (2.9)
由(2.7),(2.8)知
. (2.10)
由(2.6),(2.9)有
. (2.11)
结合(2.4),(2.10),(2.11)知本定理得证。
引理4:(见[10] )假设为亚纯函数,,那么对任意给定的,存在一个线测度和对数测度都为有穷的集合,当,时
.
引理5:(见[11] )假设微分方程
被个线性无关的亚纯解所满足,那么是亚纯函数,且对于有
3. 定理1的证明
把(1.1)改写成
(3.1)
由(3.1)和对数导数引理可知,从而有,结合(3.1)可得
(3.2)
可能除去一个线测度有穷的集合,使得。
由于,即,则对任意,存在,对任意的有
(3.3)
由(3.2),(3.3)得
(3.4)
由(3.4)及知
(3.5)
另一方面,由于,由引理4知,对任意,存在一个对数测度为有穷的集合,当时,有
(3.6)
设为的阶极点,但不是的极点,在(1.1)中仅有一项即有最高阶极点,其阶数为,显然矛盾,所以的极点仅发生在的极点处,由于的极点阶数是有限的,所以
由Hadamard定理,可表示为
其中为整函数,是极点构成的典型乘积(或多项式),且满足
由引理3知,存在一列,且,当满足时,有
(3.7)
当时,把(3.6),(3.7)代入(1.1)有
即
. (3.8)
由引理3,(3.8)及的任意性知
. (3.9)
由(3.5)和(3.9)知。
4. 定理2的证明
假设是方程(1.2)的任意两个解,且极点阶数均有界,下面证至少存在一个不妨设为,有。
由微分方程的基本定理知是方程(1.2)对应的齐次方程(1.1)的解,由定理1知
则至少存在一个,不妨设为,满足
(4.1)
另一方面,由于。则由引理4知,对任意,存在一个对数测度为有穷的集合,当时,有
(4.2)
(4.3)
由(4.1)知,假设为的阶极点,但不是的极点,则在(1.2)中仅有一项
即有最高阶极点,其阶数为,显然是矛盾的。所以的极点仅发生在的极点处,由于的极点阶数是有限的,所以。Hadamard定理,可表示为
(4.4)
. (4.5)
由(4.4)知,当充分大时,对上述的,有
(4.6)
由(4.2),(4.6)知,当,且充分大时,有
(4.7)
由于(1.2)可改写成
(4.8)
当时,把(4.3),(4.5),(4.7)代入(4.8)有
(4.9)
由(4.9)及引理3有
(4.10)
由的任意性及(4.1),(4.10)有
(4.11)
把方程(1.2)改写成
(4.12)
若是的大于阶零点,则是的阶零点,从而有
(4.13)
由对数导数引理和(4.12),最多除去一个线测度有限的集合,当时,有
(4.14)
由(4.13),(4.14)
(4.15)
由于。则存在,当充分大时,有
(4.16)
又,则对任给的有,从而有
(4.17)
因为当充分大时
(4.18)
从而由(4.15)~(4.18) ,当时,有
(4.19)
由(4.19)得
(4.20)
由(4.11),(4.20)知本定理得证。
5. 定理3的证明
运用与定理2相同的证明可得到
(5.1)
其中为有穷测度集。
由于即,则对任意,当充分大时,有
(5.2)
由(5.2)知
(5.3)
我们断言存在一个线测度为无穷的集合,使得
(5.4)
事实上由(5.3)知存在一系列,有
令。显然(5.4)在上成立,且的线测度。
取任意实数使得,则由(5.4)知,当时,有
(5.5)
又,当充分大时,有
(5.6)
从而由(5.5)知
(5.7)
由(5.1)~(5.2),(5.5)~(5.7)知, 当,且充分大时,有
(5.8)
现在分两种情况讨论:
情况1:假设满足条件:除去一个线测度有穷的集合外有
(5.9)
由知是超越的,则由(5.9)可知是无穷极亚纯函数,从而存在一系列
满足。令,则存在点,使得
从而有
(5.10)
由(5.8)~(5.9)知,当,且充分大时,有
(5.11)
又当充分大时,有
(5.12)
由(5.11)~(5.12),当,时,有
(5.13)
由(5.4),(5.9),(5.13)有
(5.14)
运用与定理2相同的证明方法可得结合(5.14)有
情况2:假设是的解,且不满足情况1的条件,即存在线测度为无穷的集合,当时,有
(5.15)
其中为常数。
假设为方程(1.2)所对应的齐次方程(1.1)的基础解,由引理4,有
即对上述的,有
(5.16)
令则及的线测度,知至少存在一个集合,不妨设为,满足的线测度,且当时,有
(5.17)
因此当时,由(5.15),(5.17)有
其中是(1.2)的解.
由上式知
(5.18)
(5.19)
(5.20)
所以由(5.8),(5.19),(5.20)知
(5.21)
由(5.4),(5.18),(5.21)得
(5.22)
运用类似于情况1的证明知。所以
致 谢
感谢陈宗煊教授的指导,他严谨细致,一丝不苟,在我论文写作过程中指点了我的思路和给了我启迪,同时感谢我的同门们对我的帮助和指导,正由于他们的帮助和提供资料我的论文才能写得如此的顺利,最后感谢审稿人对我文章提出的宝贵意见。
参考文献