exo7 6861

Soit cc un point singulier essentiel d’une fonction ff holomorphe dans un disque pointé U={z∈C∣ 0<∣z−c∣<ρ}U =\{ z\in {\Cc}\vert\ 0<\vert z-c\vert <\rho \}. Le but de l’exercice est de démontrer que ff n’est injective dans aucun voisinage pointé de cc.

1

Montrer que pour tout γ∈C\gamma \in{\Cc} et tout ε>0\varepsilon >0, il existe z′∈Uz'\in U et ε′>0\varepsilon '>0 tels que D(f(z′),ε′)‾⊂f(U)∩D(γ,ε),\overline{D (f(z'),\varepsilon ')}\subset f(U) \cap D(\gamma ,\varepsilon ), où D(a,r)D(a,r) désigne le disque ouvert de centre aa et de rayon rr. On pourra utiliser le théorème de Casorati-Weierstrass, puis remarquer que f(U)f(U) est ouvert (la fonction ff est holomorphe donc ouverte).

2

Pour n≥1n\ge 1, soit UnU_n le disque pointé {z∈C∣ 0<∣z−c∣<ρ/n}\{ z\in {\Cc}\vert\ 0<\vert z-c\vert <\rho /n \}. Soient γ0∈C\gamma _0\in{\Cc} et ε0>0\varepsilon _0>0. Construire par récurrence une suite strictement décroissante (εn)n≥1(\varepsilon _n)_{n\ge 1} de réels strictement positifs et une suite (zn)n≥1(z_n)_{n\ge 1}, zn∈Un−1z_n\in U_{n-1}, vérifiant D(f(z1),ε1)‾⊂f(U)∩D(γ0,ε0),D(f(zn+1),εn+1)‾⊂f(Un+1)∩D(f(zn),εn)  pour n≥1.\begin{aligned} \overline{D (f(z_1),\varepsilon_1 )}&\subset& f(U) \cap D(\gamma_0 ,\varepsilon _0),\\ \overline{D (f(z_{n+1}),\varepsilon_{n+1} )}&\subset& f(U_{n+1}) \cap D(f(z_n) ,\varepsilon _n)\ \ {\rm pour\ }n\ge 1.\\ \end{aligned} En déduire qu’il existe a∈D(γ0,ε0)a\in D(\gamma _0,\varepsilon _0) et une suite (cn)n≥0(c_n)_{n\ge 0} de points de UU distincts deux à deux tels que lim⁡n→+∞cn=c  et  ∀n,  f(cn)=a.\lim_{n\to +\infty}c_n= c{\rm\ \ et\ \ }\forall n,\ \ f(c_n)=a. Conclure.

Exercice qRl0

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