Standardabschätzung für Wegintegrale

In der Funktionentheorie, einem Teilgebiet der Mathematik, gibt die Standardabschätzung für Wegintegrale, auch bekannt als die ML-Ungleichung, eine obere Schranke für ein Konturintegral an. Wenn f {\displaystyle f} eine komplexwertige, stetige Funktion auf der Kontur Γ {\displaystyle \Gamma } ist und ihr Absolutwert | f ( z ) | {\displaystyle |f(z)|} für alle z {\displaystyle z} auf Γ {\displaystyle \Gamma } durch eine Konstante M {\displaystyle M} begrenzt ist, dann

| Γ f ( z ) d z | M ( Γ ) , {\displaystyle \left|\int _{\Gamma }f(z)\,dz\right|\leq M\,\ell (\Gamma ),}

wobei ( Γ ) {\displaystyle \ell (\Gamma )} die Länge von Γ {\displaystyle \Gamma } bezeichnet. Wir können das Supremum

M := sup z Γ | f ( z ) | {\displaystyle M:=\sup _{z\in \Gamma }|f(z)|}

als obere Schranke nehmen. Das Lemma wird oft genutzt, um zu zeigen, dass ein gewisses Integral für | z | {\displaystyle \vert z\vert \to \infty } gegen 0 geht.

Beweis

Der Beweis ist relativ einfach. Wir nutzen die Ungleichung für den Betrag eines Integrals:

| Γ f ( z ) d z | = | α β f ( γ ( t ) ) γ ( t ) d t | α β | f ( γ ( t ) ) | | γ ( t ) | d t α β M | γ ( t ) | d t = M α β | γ ( t ) | d t = M ( Γ ) {\displaystyle \left|\int _{\Gamma }f(z)\,dz\right|=\left|\int _{\alpha }^{\beta }f(\gamma (t))\gamma '(t)\,dt\right|\leq \int _{\alpha }^{\beta }\left|f(\gamma (t))\right|\left|\gamma '(t)\right|\,dt\leq \int _{\alpha }^{\beta }M\left|\gamma '(t)\right|\,dt=M\int _{\alpha }^{\beta }\left|\gamma '(t)\right|\,dt=M\,\ell (\Gamma )}

Siehe auch

  • Lemma von Jordan

Literatur

  • E. B. Saff, A. D. Snider: Fundamentals of Complex Analysis for Mathematics, Science, and Engineering. 2. Auflage, Prentice Hall, 1993, ISBN 978-0133274615.
  • J.M. Howie: Complex Analysis. Springer, 2003.