510 Mathematik
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In dieser Dissertation beschäftigen wir uns mit der konstruktiven und generischen Gewinnung universeller Funktionen. Unter einer universellen Funktion verstehen wie dabei eine solche holomorphe Funktion, die in gewissem Sinne ganze Klassen von Funktionen enthält. Die konstruktive Methode beinhaltet die explizite Konstruktion einer universellen Funktion über einen Grenzprozess, etwa als Polynomreihe. Die generische Methode definiert zunächst rein abstrakt die jeweils gewünschte Klasse von universellen Funktionen. Mithilfe des Baireschen Dichtesatzes wird dann gezeigt, dass die Klasse dieser Funktionen nicht nur nichtleer, sondern sogar G_delta und dicht in dem betrachteten Funktionenraum ist. Beide Methoden bedienen sich der Approximationssätze von Runge und von Mergelyan. Die Hauptergebnisse sind die folgenden: (1) Wir haben konstruktiv die Existenz von universellen Laurentreihen auf mehrfach zusammenhängenden Gebieten bewiesen. Zusätzlich haben wir gezeigt, dass die Menge solcher universeller Laurentreihen dicht im Raum der auf dem betrachteten Gebiet holomorphen Funktionen ist. (2) Die Existenz von universellen Faberreihen auf gewissen Gebieten wurde sowohl konstruktiv als auch generisch bewiesen. (3) Zum einen haben wir konstruktiv gezeigt, dass es so genannte ganze T-universelle Funktionen mit vorgegebenen Approximationswegen gibt. Die Approximationswege sind durch eine hinreichend variable funktionale Form vorgegeben. Die Menge solcher Funktionen ist im Raum der ganzen Funktionen eine dichte G_delta-Menge. Zum anderen haben wir generisch die Existenz von auf einem beschränkten Gebiet T-universellen Funktionen bezüglich gewisser vorgegebener Approximationswege bewiesen. Die Approximationswege sind auch hier genügend allgemein.
Das erste Beispiel einer so genannten universellen holomorphen Funktion stammt von Birkhoff, welcher im Jahre 1929 die Existenz einer ganzen Funktion beweisen konnte, die gewissermaßen jede ganze Funktion durch geeignete Translationen approximieren kann. In der Folgezeit hat sich der Bereich der "universellen Approximation" zu einem eigenständigen Gebiet innerhalb der komplexen Approximationstheorie entwickelt, und es gibt eine Vielzahl an Ergebnissen über universelle Funktionen. Hierbei wurde sich allerdings fast ausschließlich auf das Studium holomorpher und ganzer Funktionen beschränkt, insbesondere die Klasse der meromorphen Funktionen wurde bisher kaum auf das Phänomen der Universalität hin untersucht. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit universeller meromorpher Approximation, und geht der Fragestellung nach, ob meromorphe Funktionen mit gewissen Universalitätseigenschaften existieren, und ob die klassischen Ergebnisse aus der universellen holomorphen Approximation auf den meromorphen Fall erweiterbar sind. Hierbei wird zunächst zwischen Translations- und Streckungsuniversalität unterschieden und bewiesen, dass in beiden Fällen jeweils eine im Raum der meromorphen Funktionen residuale Menge an universellen Funktionen existiert. Weiterhin werden die Eigenschaften dieser Funktionen ausführlich studiert. Anschließend werden meromorphe Funktionen auf Ableitungsuniversalität hin untersucht. Hierbei wird einerseits gezeigt, dass im Allgemeinen keine positiven Ergebnisse möglich sind, während andererseits eine spezielle Klasse meromorpher Funktionen betrachtet wird, für welche universelles Verhalten der sukzessiven Ableitungen nachgewiesen werden kann.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit (frequent) universellen Funktionen bezüglich Differentialoperatoren und gewichteten Shiftoperatoren. Hierbei wird ein Charakteristikum von Funktionen vom Exponentialtyp untersucht, das bisher im Rahmen der Universalität noch nicht betrachtet wurde: Das konjugierte Indikatordiagramm. Dabei handelt es sich um eine kompakte und konvexe Menge, die einer Funktion vom Exponentialtyp zugeordnet ist und gewisse Rückschlüsse über das Wachstum und die mögliche Nullstellenverteilung zulässt. Mittels einer speziellen Transformation werden (frequent) universelle Funktionen vom Exponentialtyp bezüglich verschiedener Differentialoperatoren ineinander überführt. Hierdurch ist eine genaue Lokalisation der konjugierten Indikatordiagramme möglicher (frequent) universeller Funktionen für diese Operatoren ableitbar. Durch Konjugation der Differentiation mit gewichteten Shiftoperatoren über das Hadamardprodukt, wird auch für diese Operatoren eine Lokalisation möglicher konjugierter Indikatordiagramme ihrer (frequent) universellen Funktionen erreicht.
Wenn eine stets von Null verschiedene Nullfolge h_n gegeben ist, dann existieren nach einem Satz von Marcinkiewicz stetige Funktionen f vom Intervall [0,1] in die reelle Achse, die in dem Sinne maximal nicht differenzierbar sind, dass zu jeder messbaren Funktion g ein Teilfolge n_k existiert, so dass (f(x+h_n_k)-f(x))/h_n_k fast sicher gegen g konvergiert. Im ersten Teil dieser Arbeit beweisen wir Erweiterungen dieses Satzes im Mehrdimensionalen und Analoga für Funktionen in der komplexen Ebene. Der zweite Teil dieser Arbeit befasst sich mit Operatoren die in enger Beziehung zum Satz von Korovkin über positive lineare Operatoren stehen. Wir zeigen, dass es Operatoren L_n gibt, die jeweils eine der Eigenschaften aus dem Satz von Korovkin nicht erfüllen und gleichzeitig eine residuale Menge von Funktionen f existiert, so dass L_nf nicht nur nicht gegen f konvergiert, sondern sogar dicht im Raum aller stetigen Funktionen des Intervalls [0,1] ist. Ähnliche Phänomene werden bei polynomieller Interpolation untersucht.
In dieser Dissertation beschäftigen wir uns mit der konstruktiven und generischen Gewinnung universeller Funktionen. Unter einer universellen Funktion verstehen wie dabei eine solche holomorphe Funktion, die in gewissem Sinne ganze Klassen von Funktionen enthält. Die konstruktive Methode beinhaltet die explizite Konstruktion einer universellen Funktion über einen Grenzprozess, etwa als Polynomreihe. Die generische Methode definiert zunächst rein abstrakt die jeweils gewünschte Klasse von universellen Funktionen. Mithilfe des Baireschen Dichtesatzes wird dann gezeigt, dass die Klasse dieser Funktionen nicht nur nichtleer, sondern sogar G_delta und dicht in dem betrachteten Funktionenraum ist. Beide Methoden bedienen sich der Approximationssätze von Runge und von Mergelyan. Die Hauptergebnisse sind die folgenden: (1) Wir haben konstruktiv die Existenz von universellen Laurentreihen auf mehrfach zusammenhängenden Gebieten bewiesen. Zusätzlich haben wir gezeigt, dass die Menge solcher universeller Laurentreihen dicht im Raum der auf dem betrachteten Gebiet holomorphen Funktionen ist. (2) Die Existenz von universellen Faberreihen auf gewissen Gebieten wurde sowohl konstruktiv als auch generisch bewiesen. (3) Zum einen haben wir konstruktiv gezeigt, dass es so genannte ganze T-universelle Funktionen mit vorgegebenen Approximationswegen gibt. Die Approximationswege sind durch eine hinreichend variable funktionale Form vorgegeben. Die Menge solcher Funktionen ist im Raum der ganzen Funktionen eine dichte G_delta-Menge. Zum anderen haben wir generisch die Existenz von auf einem beschränkten Gebiet T-universellen Funktionen bezüglich gewisser vorgegebener Approximationswege bewiesen. Die Approximationswege sind auch hier genügend allgemein.
