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	<title>Cauchy-Riemannsche partielle Differentialgleichungen - Versionsgeschichte</title>
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	<updated>2026-06-26T22:01:22Z</updated>
	<subtitle>Versionsgeschichte dieser Seite in Wikipedia (Deutsch) – Lokale Kopie</subtitle>
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		<id>https://wiki-de.moshellshocker.dns64.de/index.php?title=Cauchy-Riemannsche_partielle_Differentialgleichungen&amp;diff=96862&amp;oldid=prev</id>
		<title>imported&gt;Ulanwp: 5 fehlende Sprachparameter eingefügt</title>
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		<updated>2026-02-15T15:06:53Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;5 fehlende Sprachparameter eingefügt&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;&lt;b&gt;Neue Seite&lt;/b&gt;&lt;/p&gt;&lt;div&gt;Die &amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Cauchy-Riemannschen partiellen Differentialgleichungen&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039; (auch: &amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Cauchy-Riemannsche Differentialgleichungen&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039; oder &amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Cauchy-Riemann-Gleichungen&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;) im [[Teilgebiete der Mathematik|mathematischen Teilgebiet]] der [[Funktionentheorie]] sind ein System von zwei [[partielle Differentialgleichung|partiellen Differentialgleichungen]] zweier [[Reelle Zahl|reell-wertiger]] [[Funktion (Mathematik)|Funktionen]]. Sie schlagen eine Brücke von den [[Differenzierbarkeit#Reellwertige Funktionen mehrerer Variablen|reell-differenzierbaren]] Funktionen &amp;lt;math&amp;gt;\R^2 \rightarrow \R^2&amp;lt;/math&amp;gt; zu den komplex-differenzierbaren der [[Funktionentheorie|(komplexen) Funktionentheorie]] &amp;lt;math&amp;gt;\Complex \rightarrow \Complex&amp;lt;/math&amp;gt;.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Zum ersten Mal tauchen sie 1752 bei [[Jean-Baptiste le Rond d’Alembert|d’Alembert]] auf.&amp;lt;ref&amp;gt;{{cite journal |first=J. |last=d’Alembert |authorlink=Jean le Rond d’Alembert |year=1752 |title=Essai d’une nouvelle théorie de la résistance des fluides |journal=gallica |url=https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k206036b.modeAffichageimage.f1.langFR.vignettesnaviguer |language=fr}}&amp;lt;/ref&amp;gt; [[Leonhard Euler|Euler]] verband dieses System 1777 mit den analytischen Funktionen.&amp;lt;ref&amp;gt;{{cite journal |first=L. |last=Euler |authorlink=Leonhard Euler |year=1797 |title=Ulterior disquisitio de formulis integralibus imaginariis |journal=Nova Acta Acad. Sci. Petrop. |volume=10 |pages=3–19 |language=fr}}&amp;lt;/ref&amp;gt; In einem rein funktionentheoretischen Kontext erscheinen sie 1814 bei [[Augustin Louis Cauchy|Cauchy]]&amp;lt;ref&amp;gt;{{cite journal |first=A.L. |last=Cauchy |year=1814 |title=Mémoire sur les intégrales définies |journal=Oeuvres complètes Ser. 1 |volume=1 |pages=319–506 |language=fr}}&amp;lt;/ref&amp;gt; und 1851 in [[Bernhard Riemann|Riemanns]] Dissertation.&amp;lt;ref&amp;gt;{{cite journal |first=B. |last=Riemann |authorlink=Bernhard Riemann |title=Grundlagen für eine allgemeine Theorie der Funktionen einer veränderlichen komplexen Grösse |journal=pdf |url=https://www.maths.tcd.ie/pub/HistMath/People/Riemann/Grund/Grund.pdf |language=de}}&amp;lt;/ref&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== Definition ==&lt;br /&gt;
Die Cauchy-Riemannschen Differentialgleichungen (CRDG) sind das System von zwei Differentialgleichungen zweier reellwertiger Funktionen &amp;lt;math&amp;gt;u,v \colon \R^2 \rightarrow \R&amp;lt;/math&amp;gt; in zwei reellen [[Variable (Mathematik)|Variablen]] &amp;amp;nbsp;&amp;lt;math&amp;gt;x,\,y&amp;lt;/math&amp;gt;:&lt;br /&gt;
: &amp;lt;math&amp;gt;\left.\begin{align} &lt;br /&gt;
\frac{\partial u}{\partial x}(x, y) &amp;amp;= \frac{\partial v}{\partial y}(x, y) &amp;amp; \qquad \\ \frac{\partial u}{\partial y}(x, y) &amp;amp;= -\frac{\partial v}{\partial x}(x, y) &amp;amp; \qquad &lt;br /&gt;
\end{align}\right\}&amp;lt;/math&amp;gt; (CRDG)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== Beziehung zu den holomorphen Funktionen ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vergleiche hierzu auch den Abschnitt [[Holomorphe Funktion#Zum Holomorphiebegriff|Erläuterungen]] im Artikel über [[holomorphe Funktion]]en.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== Isomorphie zwischen der reellen Ebene und den komplexen Zahlen ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&amp;lt;math&amp;gt;\mathbb{C}&amp;lt;/math&amp;gt; ist in natürlicher Weise ein zweidimensionaler reeller [[Vektorraum]] mit der kanonischen [[Basis (Vektorraum)|Basis]] &amp;lt;math&amp;gt;(1,\mathrm{i})&amp;lt;/math&amp;gt;. Dies gibt Anlass zu einer natürlichen Identifikation &amp;lt;math&amp;gt;\mathbb{C}\simeq \mathbb{R}^2&amp;lt;/math&amp;gt;. Ein Punkt &amp;lt;math&amp;gt;z\in\Complex&amp;lt;/math&amp;gt; hat die reellen [[Kartesisches Koordinatensystem|kartesischen Koordinaten]] &amp;lt;math&amp;gt;x:=\operatorname{Re}(z), \;y:=\operatorname{Im}(z) \in \R&amp;lt;/math&amp;gt;, oder kurz &amp;lt;math&amp;gt; z = x + \mathrm{i} y&amp;lt;/math&amp;gt;. Eine [[komplexwertige Funktion]] &amp;lt;math&amp;gt; f: U\subset\Complex \to \mathbb{C}&amp;lt;/math&amp;gt; auf einer [[Offene Menge|offenen Teilmenge]] von &amp;lt;math&amp;gt;\Complex&amp;lt;/math&amp;gt; kann man daher durch Zerlegung in ihren Real- und Imaginärteil &amp;lt;math&amp;gt;f\left(x+\mathrm{i}y\right)=u\left(x,y\right) + \mathrm{i} v\left(x,y\right)&amp;lt;/math&amp;gt; als eine &amp;lt;math&amp;gt;\mathbb{R}^2&amp;lt;/math&amp;gt;-wertige Funktion von zwei reellen Variablen &amp;lt;math&amp;gt;(x,y)\in \tilde{U} := \{(a,b)\in\R^2\ |\ a+\mathrm{i}b \in U\}&amp;lt;/math&amp;gt; auffassen.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== Komplexe Differenzierbarkeit ===&lt;br /&gt;
Ein wichtiges elementares Resultat der Funktionentheorie ist die Beziehung zwischen den Lösungen der Cauchy-Riemannschen Differentialgleichung und den [[Holomorphe Funktion|holomorphen]] (also den auf einer offenen Menge &amp;lt;math&amp;gt;U\subseteq \mathbb{C}&amp;lt;/math&amp;gt; komplex differenzierbaren) Funktionen.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Eine Funktion &amp;lt;math&amp;gt;f&amp;lt;/math&amp;gt; ist auf &amp;lt;math&amp;gt;U&amp;lt;/math&amp;gt; nämlich genau dann komplex differenzierbar, wenn ihre Entsprechung&lt;br /&gt;
&amp;lt;math&amp;gt;\widetilde{f}(x,y)=f(x+\mathrm{i}y)=:u(x,y)+\mathrm{i} v(x,y)&amp;lt;/math&amp;gt; auf &amp;lt;math&amp;gt;\widetilde{U}&amp;lt;/math&amp;gt; (reell) [[Totale Differenzierbarkeit|differenzierbar]] ist und die Funktionen &amp;lt;math&amp;gt;u&amp;lt;/math&amp;gt; und &amp;lt;math&amp;gt;v&amp;lt;/math&amp;gt; die Cauchy-Riemannschen Differentialgleichungen erfüllen. In diesem Fall gilt &amp;lt;math&amp;gt;f&amp;#039; = \tfrac{\partial{\widetilde{f}}}{\partial x} = -\mathrm{i} \tfrac{\partial{\widetilde{f}}}{\partial y}&amp;lt;/math&amp;gt;.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Insbesondere klärt diese Aussage den Zusammenhang zwischen  komplexer und reeller Differenzierbarkeit von Abbildungen der Ebene in die Ebene. Weiter kann sogar gezeigt werden, dass die Begriffe holomorph&lt;br /&gt;
und [[Analytische Funktion|analytisch]] äquivalent sind. Für weitere äquivalente Charakterisierungen siehe [[Holomorphe Funktion#Holomorphe Funktionen mehrerer Veränderlicher]].&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== Herleitung ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Wenn &amp;lt;math&amp;gt;f&amp;lt;/math&amp;gt; in &amp;lt;math&amp;gt;U&amp;lt;/math&amp;gt; komplex differenzierbar ist, dann existiert&lt;br /&gt;
:&amp;lt;math&amp;gt;f&amp;#039;(z_{0})=\frac{\partial f}{\partial z}(z_{0})=\lim_{\underset{h\in\Complex}{h\to0}}\frac{f(z_{0}+h)-f(z_{0})}{h}&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
für jedes &amp;lt;math&amp;gt;z_0\in U&amp;lt;/math&amp;gt;. Durch Auflösen nach &amp;lt;math&amp;gt; f(z_{0}+h)&amp;lt;/math&amp;gt; ergibt sich&lt;br /&gt;
:&amp;lt;math&amp;gt; f(z_0+h) = f(z_0) + f&amp;#039;(z_0) \cdot h + r(h) \quad\text{mit}\;\lim_{h \rightarrow 0} \frac{r(h)}{|h|} = 0.&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
Zerlegt man &amp;lt;math&amp;gt; f&amp;#039;(z_0)=:a+\mathrm{i} b&amp;lt;/math&amp;gt; und &amp;lt;math&amp;gt; h=\Delta x+\mathrm{i}\Delta y&amp;lt;/math&amp;gt;,&lt;br /&gt;
so erhält man&lt;br /&gt;
:&amp;lt;math&amp;gt; f(x_0+\Delta x+\mathrm{i} (y_0+\Delta y)) = f(x_0+\mathrm{i} y_0) + &lt;br /&gt;
      (a +\mathrm{i} b) \Delta x + (-b+\mathrm{i} a) \Delta y + r(h).&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
Dies zeigt, dass &amp;lt;math&amp;gt;f=u+\mathrm{i} v&amp;lt;/math&amp;gt; total differenzierbar ist und die partiellen Ableitungen&lt;br /&gt;
von &amp;lt;math&amp;gt;u,v&amp;lt;/math&amp;gt; gegeben sind durch&lt;br /&gt;
:&amp;lt;math&amp;gt; \frac{\partial u}{\partial x}(z_0)=a = \frac{\partial v}{\partial y}(z_0);&lt;br /&gt;
        \frac{\partial u}{\partial y}(z_0)=-b = -\frac{\partial v}{\partial x}(z_0).&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== Beispiel ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Die Funktion &amp;lt;math&amp;gt;f \colon \Complex \to \Complex&amp;lt;/math&amp;gt;, &amp;lt;math&amp;gt;f(x+\mathrm{i}y) = x^2-y^2 + 2\mathrm{i}{xy}&amp;lt;/math&amp;gt; ist holomorph, denn ihr Realteil &amp;lt;math&amp;gt;u(x,y) = x^2-y^2&amp;lt;/math&amp;gt; und ihr Imaginärteil &amp;lt;math&amp;gt;v(x,y) = 2xy&amp;lt;/math&amp;gt; sind reell differenzierbar und es gilt&lt;br /&gt;
:&amp;lt;math&amp;gt;\frac{\partial u}{\partial x}(x,y) = 2x = \frac{\partial v}{\partial y}(x,y)&amp;lt;/math&amp;gt;,&lt;br /&gt;
:&amp;lt;math&amp;gt;\frac{\partial u}{\partial y}(x,y) = -2y = -\frac{\partial v}{\partial x}(x,y)&amp;lt;/math&amp;gt;.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== Weitere Eigenschaften ==&lt;br /&gt;
=== Polarkoordinaten ===&lt;br /&gt;
Man kann die Cauchy-Riemannschen Differentialgleichungen auch in anderen [[Koordinaten]] als den [[Kartesisches Koordinatensystem|kartesischen]] darstellen. Im Folgenden wird die Darstellung in [[Polarkoordinaten]] erläutert. Eine Darstellung einer [[komplexe Zahl#Polarform|komplexen Zahl in Polarform]] ist &amp;lt;math&amp;gt;z=r\mathrm{e}^{\mathrm{i}\phi}&amp;lt;/math&amp;gt;. Dies führt dazu, dass man die [[Partielle Ableitung|partiellen Ableitungen]] von &amp;lt;math&amp;gt;f&amp;lt;/math&amp;gt; nach &amp;lt;math&amp;gt;r&amp;lt;/math&amp;gt; beziehungsweise &amp;lt;math&amp;gt;\phi&amp;lt;/math&amp;gt; zu betrachten hat. Für diese gilt&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
:&amp;lt;math&amp;gt;\frac{\partial f}{\partial r}=\frac{\partial z}{\partial r}\frac{\partial f}{\partial z}=\mathrm{e}^{\mathrm{i}\phi}f&amp;#039;,\, \quad\frac{\partial f}{\partial\phi}=\frac{\partial z}{\partial\phi}\frac{\partial f}{\partial z}=\mathrm{i}r\mathrm{e}^{\mathrm{i}\phi}f&amp;#039;.&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Daraus folgt mit &amp;lt;math&amp;gt;f=u+\mathrm{i}v&amp;lt;/math&amp;gt;:&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
:&amp;lt;math&amp;gt;0=\frac{\partial f}{\partial r}+\frac{\mathrm{i}}{r}\frac{\partial f}{\partial\phi}=\frac{\partial u}{\partial r}+\frac{\mathrm{i}}{r}\frac{\partial u}{\partial\phi}+\mathrm{i}\frac{\partial v}{\partial r}+\frac{\mathrm{i}^{2}}{r}\frac{\partial v}{\partial\phi}=\left(\frac{\partial u}{\partial r}-\frac{1}{r}\frac{\partial v}{\partial\phi}\right)+\mathrm{i}\left(\frac{1}{r}\frac{\partial u}{\partial\phi}+\frac{\partial v}{\partial r}\right).&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Da beide Klammern verschwinden müssen, gilt:&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
:&amp;lt;math&amp;gt;\frac{\partial u}{\partial r}=\frac{1}{r}\frac{\partial v}{\partial\phi}&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
und&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
:&amp;lt;math&amp;gt;\frac{\partial v}{\partial r}=-\frac{1}{r}\frac{\partial u}{\partial\phi}.&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Dies sind die Cauchy-Riemannschen Differentialgleichungen in Polarkoordinaten.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== Beziehung zu den konformen Abbildungen ===&lt;br /&gt;
{{Hauptartikel|Konforme Abbildung|Biholomorphe Abbildung}}&lt;br /&gt;
Die komplexe Darstellung der Cauchy-Riemannschen Differentialgleichungen ist&lt;br /&gt;
:&amp;lt;math&amp;gt;0=f&amp;#039;+\mathrm{i}^{2}f&amp;#039;=\frac{\partial f}{\partial x}+\mathrm{i}\frac{\partial f}{\partial y}\quad \Rightarrow\quad \mathrm{i}\frac{\partial f}{\partial x}=\frac{\partial f}{\partial y}&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Diese Form der Gleichung entspricht der Forderung, dass in der [[Komplexe Zahl#Matrizen|Matrixdarstellung der komplexen Zahlen]] die [[Jacobi-Matrix]] die folgende Struktur hat&lt;br /&gt;
:&amp;lt;math&amp;gt;\left[\begin{array}{lr} a &amp;amp; -b\\ b &amp;amp; a\end{array}\right]&amp;lt;/math&amp;gt; &amp;amp;nbsp; &amp;amp;nbsp; mit &amp;amp;nbsp; &amp;amp;nbsp; &amp;lt;math&amp;gt;a=\frac{\partial u}{\partial x}=\frac{\partial v}{\partial y}\ ,\quad b=\frac{\partial v}{\partial x}=-\frac{\partial u}{\partial y}&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Die zu diesen Matrizen gehörenden [[Lineare Abbildung|linearen Abbildungen]] sind, sofern &amp;lt;math&amp;gt;a&amp;lt;/math&amp;gt; und &amp;lt;math&amp;gt;b&amp;lt;/math&amp;gt; nicht beide null sind, [[Drehstreckung]]en im Raum &amp;lt;math&amp;gt;\R^2&amp;lt;/math&amp;gt;, dabei ist &amp;lt;math&amp;gt;a=r\,\cos(\phi)&amp;lt;/math&amp;gt; und &amp;lt;math&amp;gt;b=r\,\sin(\phi)&amp;lt;/math&amp;gt;, wobei &amp;lt;math&amp;gt;r\neq 0&amp;lt;/math&amp;gt; der [[Skalarmultiplikation|Skalierungsfaktor]] und &amp;lt;math&amp;gt;\phi&amp;lt;/math&amp;gt; der [[Winkel|Drehwinkel]] ist. Diese Abbildung ist somit [[winkeltreue Abbildung|winkel-]] und [[Orientierung (Mathematik)|orientierung]]&amp;amp;shy;streu; das heißt, der (orientierte) Winkel zwischen zwei Kurven in der Ebene bleibt erhalten. Funktionen, die die Cauchy-Riemannschen Differentialgleichungen erfüllen und deren Ableitung in keinem Punkt verschwindet, sind also konform.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== Darstellung durch den Cauchy-Riemann-Operator ===&lt;br /&gt;
{{Hauptartikel|Wirtinger-Kalkül}}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
In diesem Abschnitt wird eine kompaktere Schreibweise der Cauchy-Riemannschen Differentialgleichungen aufgezeigt. Dabei wird ersichtlich, dass in &amp;lt;math&amp;gt;z&amp;lt;/math&amp;gt; holomorphe Funktionen unabhängig vom komplex konjugierten &amp;lt;math&amp;gt;\bar{z}&amp;lt;/math&amp;gt; sein müssen.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Eine komplexe Zahl &amp;lt;math&amp;gt;z&amp;lt;/math&amp;gt; und ihre komplex konjugierte &amp;lt;math&amp;gt;\bar z&amp;lt;/math&amp;gt; hängen mit Realteil &amp;lt;math&amp;gt;x&amp;lt;/math&amp;gt; und Imaginärteil &amp;lt;math&amp;gt;y&amp;lt;/math&amp;gt; mittels der Gleichungen&lt;br /&gt;
:&amp;lt;math&amp;gt;\begin{align}&lt;br /&gt;
z &amp;amp; =x+\mathrm{i}y\ , \ &amp;amp; \bar{z} &amp;amp; =x-\mathrm{i}y\\&lt;br /&gt;
x &amp;amp; =\frac{z+\bar{z}}{2}\ , \  &amp;amp; y &amp;amp; =\frac{z-\bar{z}}{2\mathrm{i}}&lt;br /&gt;
\end{align}&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
zusammen.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Aufgrund dieses Zusammenhangs erscheint es sinnvoll die Differentialoperatoren&lt;br /&gt;
:&amp;lt;math&amp;gt;\begin{align}\partial:=\frac{\partial}{\partial z} &amp;amp; =\frac{\partial x}{\partial z}\frac{\partial}{\partial x}+\frac{\partial y}{\partial z}\frac{\partial}{\partial y}=\frac{1}{2}\Bigl(\frac{\partial}{\partial x}-\mathrm{i}\frac{\partial}{\partial y}\Bigr)\\&lt;br /&gt;
\bar{\partial}:=\frac{\partial}{\partial\bar{z}} &amp;amp; =\frac{\partial x}{\partial\bar{z}}\frac{\partial}{\partial x}+\frac{\partial y}{\partial\bar{z}}\frac{\partial}{\partial y}=\frac{1}{2}\Bigl(\frac{\partial}{\partial x}+\mathrm{i}\frac{\partial}{\partial y}\Bigr)\end{align}&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
zu definieren. Der Operator &amp;lt;math&amp;gt;\bar{\partial}&amp;lt;/math&amp;gt; heißt [[Cauchy-Riemann-Operator]], und der [[Kalkül]] dieser Operatoren wird [[Wirtinger-Kalkül]] genannt. Mit der komplexen Darstellung der Cauchy-Riemannschen Differentialgleichungen aus dem vorigen Abschnitt erhält man die Gleichung&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
:&amp;lt;math&amp;gt;0=\frac{\partial f}{\partial x}+\mathrm{i}\frac{\partial f}{\partial y}=2\frac{\partial f}{\partial\bar{z}}=2\bar{\partial}f \,.&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Hier konnte die partielle Ableitung nach der komplex konjugierten Variable identifiziert werden. Die Gleichung&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
:&amp;lt;math&amp;gt;\frac{\partial f}{\partial\bar{z}} = 0&amp;lt;/math&amp;gt; &amp;amp;nbsp; bzw. &amp;amp;nbsp; &amp;lt;math&amp;gt;\bar{\partial}f = 0&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
ist eine alternative Darstellung der Cauchy-Riemannschen Differentialgleichungen und bedeutet, dass wenn &amp;lt;math&amp;gt;f&amp;lt;/math&amp;gt; holomorph ist, es unabhängig von &amp;lt;math&amp;gt;\bar{z}&amp;lt;/math&amp;gt; sein muss. Somit können analytische Funktionen als wirkliche Funktionen &amp;#039;&amp;#039;einer&amp;#039;&amp;#039; komplexen Variable anstatt einer komplexen Funktion von &amp;#039;&amp;#039;zwei&amp;#039;&amp;#039; reellen Variablen angesehen werden.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== Beziehung zu den harmonischen Funktionen ===&lt;br /&gt;
Seien &amp;lt;math&amp;gt;u, v&amp;lt;/math&amp;gt; und &amp;lt;math&amp;gt;f&amp;lt;/math&amp;gt; Funktionen wie im [[#Isomorphie zwischen der reellen Ebene und den komplexen Zahlen|Abschnitt „Isomorphie zwischen der reellen Ebene und den komplexen Zahlen“]]. Dann sind &amp;lt;math&amp;gt;u&amp;lt;/math&amp;gt; und &amp;lt;math&amp;gt;v&amp;lt;/math&amp;gt; [[harmonische Funktion]]en, falls &amp;lt;math&amp;gt;f = u + \mathrm{i}v&amp;lt;/math&amp;gt; holomorph ist. Dann sind nämlich &amp;lt;math&amp;gt;u&amp;lt;/math&amp;gt; und &amp;lt;math&amp;gt;v&amp;lt;/math&amp;gt; zweimal stetig differenzierbar (sie sind sogar [[Glatte Funktion|glatt]]) und erfüllen die Cauchy-Riemannschen Differentialgleichungen. Beispielsweise für &amp;lt;math&amp;gt;u&amp;lt;/math&amp;gt; folgt dann mit dem [[Satz von Schwarz]]&lt;br /&gt;
:&amp;lt;math&amp;gt;\frac{\partial^2 u}{\partial x^2} = \frac{\partial}{\partial x}\left(\frac{\partial v}{\partial y}\right) = \frac{\partial}{\partial y}\left(\frac{\partial v}{\partial x}\right) = - \frac{\partial^2 u}{\partial y^2}&amp;lt;/math&amp;gt;,&lt;br /&gt;
also &amp;lt;math&amp;gt;\Delta u = 0&amp;lt;/math&amp;gt; mit dem [[Laplace-Operator]] &amp;lt;math&amp;gt;\Delta&amp;lt;/math&amp;gt;. Eine analoge Rechnung gilt für &amp;lt;math&amp;gt;v&amp;lt;/math&amp;gt; und ergibt &amp;lt;math&amp;gt;\Delta v = 0&amp;lt;/math&amp;gt;.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Aus dem [[Distribution (Mathematik)#Harmonische Distributionen|Lemma von Weyl]] folgt, dass jede [[Distribution (Mathematik)|Distribution]] &amp;lt;math&amp;gt;T\in \mathcal{D}&amp;#039;(\Omega)&amp;lt;/math&amp;gt;, die die Cauchy-Riemannschen Differentialgleichungen im [[Distributionelle Lösung|distributionellen Sinn löst]], [[Reguläre Distribution|regulär]] sein muss. Daher sind also auch distributionelle Lösungen der Cauchy-Riemannschen Differentialgleichungen holomorphe Funktionen.&amp;lt;ref&amp;gt;[[Otto Forster]]: &amp;#039;&amp;#039;Riemannsche Flächen&amp;#039;&amp;#039; (= &amp;#039;&amp;#039;Heidelberger Taschenbücher&amp;#039;&amp;#039; 184). Springer, Berlin u.&amp;amp;nbsp;a. 1977, ISBN 3-540-08034-1, S. 174.&amp;lt;/ref&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== Physikalische Interpretation ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Diese Interpretation verwendet nicht direkt komplexe Variablen. Es sei eine Funktion &amp;lt;math&amp;gt;f&amp;lt;/math&amp;gt; gegeben mit &amp;lt;math&amp;gt;f=u-\mathrm{i}v&amp;lt;/math&amp;gt;. Die skalaren Felder &amp;lt;math&amp;gt;u&amp;lt;/math&amp;gt; und &amp;lt;math&amp;gt;v&amp;lt;/math&amp;gt; sollen die Cauchy-Riemannschen Differentialgleichungen erfüllen (beachte andere Vorzeichenkonvention):&lt;br /&gt;
:&amp;lt;math&amp;gt;\frac{\partial u}{\partial x} = -\frac{\partial v}{\partial y}\ ,\quad\frac{\partial v}{\partial x} = \frac{\partial u}{\partial y}\;.&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Betrachte nun das Vektorfeld &amp;lt;math&amp;gt;\vec{f}&amp;lt;/math&amp;gt; als reeller dreikomponentiger Vektor:&lt;br /&gt;
:&amp;lt;math&amp;gt;\vec{f} = \begin{bmatrix}u\\ v\\ 0\end{bmatrix}\;.&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Dann beschreibt die erste Cauchy-Riemannsche Differentialgleichung die [[Divergenz eines Vektorfeldes|Quellen]]&amp;amp;shy;freiheit:&lt;br /&gt;
:&amp;lt;math&amp;gt;0 = \frac{\partial u}{\partial x}+\frac{\partial v}{\partial y} = \operatorname{div}\vec{f}&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
und die zweite Gleichung beschreibt die [[Rotation eines Vektorfeldes|Rotations]]&amp;amp;shy;freiheit:&lt;br /&gt;
:&amp;lt;math&amp;gt;0 = \frac{\partial v}{\partial x}-\frac{\partial u}{\partial y} = \left[ \operatorname{rot}\vec{f} \right]_{3}\;.&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Somit ist &amp;lt;math&amp;gt;\vec f&amp;lt;/math&amp;gt; quellenfrei und besitzt ein Potential. In der [[Strömungslehre]] beschreibt solch ein Feld eine zweidimensionale [[Potentialströmung]].&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== Inhomogene Cauchy-Riemannsche Differentialgleichung in einer Veränderlichen ==&lt;br /&gt;
=== Definition ===&lt;br /&gt;
Die inhomogene Cauchy-Riemannsche Differentialgleichung hat die Darstellung&lt;br /&gt;
:&amp;lt;math&amp;gt; \bar{\partial} u = f,&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
dabei ist &amp;lt;math&amp;gt;\bar{\partial}&amp;lt;/math&amp;gt; der [[Cauchy-Riemann-Operator]], &amp;lt;math&amp;gt;f&amp;lt;/math&amp;gt; ist eine gegebene Funktion und &amp;lt;math&amp;gt;u&amp;lt;/math&amp;gt; ist die gesuchte Lösung. Dass &amp;lt;math&amp;gt;\bar{\partial} u = 0&amp;lt;/math&amp;gt; den oben definierten homogenen Cauchy-Riemannschen Differentialgleichungen entspricht, wird weiter oben im Artikel schon angesprochen. Die Theorie der inhomogenen Cauchy-Riemannschen Differentialgleichung ist für Lösungen in &amp;lt;math&amp;gt;\Complex&amp;lt;/math&amp;gt; verschieden von Lösungen in &amp;lt;math&amp;gt;\Complex^n&amp;lt;/math&amp;gt; mit &amp;lt;math&amp;gt;n &amp;gt; 1&amp;lt;/math&amp;gt; und wird hier in zwei unterschiedlichen Abschnitten angerissen.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== Fundamentallösung ===&lt;br /&gt;
Für Dimension &amp;lt;math&amp;gt;n=1&amp;lt;/math&amp;gt; ist die [[Fundamentallösung]] des Cauchy-Riemann-Operators &amp;lt;math&amp;gt;\textstyle \frac{\partial}{\partial \overline{z}}&amp;lt;/math&amp;gt; durch &amp;lt;math&amp;gt;\textstyle \frac{1}{\pi z}&amp;lt;/math&amp;gt; gegeben. Das heißt, die durch die Funktion &amp;lt;math&amp;gt;\textstyle u(z) = \frac{1}{\pi z}&amp;lt;/math&amp;gt; erzeugte [[Distribution (Mathematik)|Distribution]] löst die Gleichung &amp;lt;math&amp;gt;\textstyle \frac{\partial}{\partial \overline{z}} u(z) = \delta&amp;lt;/math&amp;gt;, wobei &amp;lt;math&amp;gt;\delta&amp;lt;/math&amp;gt; die [[Delta-Distribution]] ist. Sei &amp;lt;math&amp;gt;\textstyle \phi \in C_c^\infty(\Complex)&amp;lt;/math&amp;gt; eine glatte [[Testfunktion]] mit kompaktem Träger, dann sieht man die Gültigkeit der Aussage aufgrund&lt;br /&gt;
:&amp;lt;math&amp;gt;\begin{align}&lt;br /&gt;
\left( \frac{\partial}{\partial \overline{z}} \frac{1}{z},\phi \right)_{\mathcal{D} \times \mathcal{D}&amp;#039;} &amp;amp;= - \frac{1}{2\mathrm{i}} \int_{\Complex} \frac{1}{z} \,\frac{\partial }{\partial \overline{z}}\phi(z) \mathrm{d} \overline{z} \mathrm{d} z\\&lt;br /&gt;
&amp;amp;= - \lim_{\epsilon \to 0} \frac{1}{2\mathrm{i}} \int_{\Complex \backslash B_\epsilon} &lt;br /&gt;
\left( \frac{1}{z} \,\frac{\partial }{\partial \overline{z}}\phi(z) + \phi(z)\,\frac{\partial }{\partial \overline{z}}\frac{1}{z}\right) \mathrm{d} \overline{z} \mathrm{d} z\\&lt;br /&gt;
&amp;amp;=- \lim_{\epsilon \to 0} \frac{1}{2\mathrm{i}} \int_{\Complex \backslash B_\epsilon} \frac{\partial}{\partial \overline{z}} \frac{\phi(z)}{z}  \mathrm{d} \overline{z} \mathrm{d} z\\&lt;br /&gt;
&amp;amp;= \lim_{\epsilon \to 0} \frac{1}{2\mathrm{i}}  \frac{2\mathrm{i}}{2\mathrm{i}} \int_{\R^2 \backslash B_\epsilon} \left( i\frac{\partial}{\partial x}\frac{\phi(x+\mathrm{i}y)}{x+\mathrm{i}y} - \frac{\partial}{\partial y}\frac{\phi(x+\mathrm{i}y)}{x+\mathrm{i}y} \right) \mathrm{d} x \mathrm{d} y\\&lt;br /&gt;
&amp;amp;= \lim_{\epsilon \to 0} \frac{1}{2\mathrm{i}} \int_{\partial B_\epsilon} \left( \frac{\phi(x+\mathrm{i}y)}{x + \mathrm{i}y} \mathrm{d} x + \mathrm{i}\frac{\phi(x+\mathrm{i}y)}{x + \mathrm{i}y} \mathrm{d} y\right)\\&lt;br /&gt;
&amp;amp;= \lim_{\epsilon \to 0}  \frac{1}{2\mathrm{i}} \int_{\partial B_\epsilon} \frac{\phi(z)}{z} \mathrm{d} z\\&lt;br /&gt;
&amp;amp;= \pi \phi(0).&lt;br /&gt;
\end{align}&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== Integraldarstellung ===&lt;br /&gt;
Für &amp;lt;math&amp;gt;f \in C^k(\Complex)&amp;lt;/math&amp;gt; mit &amp;lt;math&amp;gt;k\geq 1&amp;lt;/math&amp;gt; erhält man mit&lt;br /&gt;
:&amp;lt;math&amp;gt;u(\zeta) = \frac{1}{2 \pi \mathrm{i}} \int_\Complex \frac{f(z)}{z - \zeta} \mathrm{d} z \mathrm{d} \bar{z}&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
eine Lösung der inhomogenen Cauchy-Riemannschen Differentialgleichung &amp;lt;math&amp;gt;\bar{\partial} u = f&amp;lt;/math&amp;gt; mit &amp;lt;math&amp;gt;u \in C^k(\Complex)&amp;lt;/math&amp;gt;.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== Inhomogene Cauchy-Riemannsche Differentialgleichung in mehreren Veränderlichen ==&lt;br /&gt;
Im Folgenden sei &amp;lt;math&amp;gt;n \in \N&amp;lt;/math&amp;gt; die Dimension des zugrundeliegenden Raum beziehungsweise die Anzahl der Komponenten einer Funktion.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== Definition ===&lt;br /&gt;
Die inhomogene Cauchy-Riemannsche Differentialgleichung hat in mehreren Veränderlichen ebenfalls die Darstellung&lt;br /&gt;
:&amp;lt;math&amp;gt; \bar{\partial} u = f,&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
dabei ist &amp;lt;math&amp;gt;\bar{\partial}&amp;lt;/math&amp;gt; der [[Dolbeault-Operator|Dolbeault-Quer-Operator]], &amp;lt;math&amp;gt;f = (f_1, \ldots , f_n)&amp;lt;/math&amp;gt; ist eine gegebene &amp;lt;math&amp;gt;(0,1)&amp;lt;/math&amp;gt;-[[komplexe Differentialform]] mit kompaktem [[Träger (Mathematik)|Träger]] und &amp;lt;math&amp;gt;u&amp;lt;/math&amp;gt; ist die gesuchte Lösung. Explizit bedeutet dies, dass das System&lt;br /&gt;
:&amp;lt;math&amp;gt;\frac{\partial u}{\partial \bar{z}_j} = f_j&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
von partiellen Differentialgleichungen für &amp;lt;math&amp;gt;j = 1 , \ldots , n &amp;lt;/math&amp;gt; gelöst werden muss. Der Differentialoperator &amp;lt;math&amp;gt;\tfrac{\partial}{\partial \bar{z}_j}&amp;lt;/math&amp;gt; ist der [[Cauchy-Riemann-Operator]].&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== Notwendige Bedingung ===&lt;br /&gt;
Für &amp;lt;math&amp;gt;n &amp;gt; 1&amp;lt;/math&amp;gt; ist die Voraussetzung &amp;lt;math&amp;gt;\bar{\partial} f = 0&amp;lt;/math&amp;gt; notwendig. Man sieht dies, wenn man auf beiden Seiten der Gleichung den Dolbeault-Quer-Operator anwendet. So erhält man nämlich &amp;lt;math&amp;gt;\bar{\partial} \bar{\partial} u = \bar{\partial} f&amp;lt;/math&amp;gt;, da für den Dolbeault-Operator auf Differentialformen &amp;lt;math&amp;gt;\bar{\partial} \bar{\partial} = 0&amp;lt;/math&amp;gt; gilt, muss &amp;lt;math&amp;gt;\bar{\partial} f = 0&amp;lt;/math&amp;gt; gelten. Da &amp;lt;math&amp;gt;f&amp;lt;/math&amp;gt; eine (0,1)-Form ist, bedeutet &amp;lt;math&amp;gt;\bar{\partial} f = 0&amp;lt;/math&amp;gt; nicht, dass &amp;lt;math&amp;gt;f&amp;lt;/math&amp;gt; eine [[holomorphe Differentialform]] ist, denn nur (p,0)-Formen, die diese Gleichung erfüllen, heißen holomorph.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== Existenzaussage ===&lt;br /&gt;
Sei &amp;lt;math&amp;gt;f = (f_1, \ldots , f_n)&amp;lt;/math&amp;gt; eine (0,1)-Form mit &amp;lt;math&amp;gt;\bar{\partial} f = 0&amp;lt;/math&amp;gt; und &amp;lt;math&amp;gt;f_j \in C_c^k(\Complex^n)&amp;lt;/math&amp;gt;. Dann existiert eine Funktion &amp;lt;math&amp;gt;u \in C_c^k(\Complex^n)&amp;lt;/math&amp;gt;, so dass die Cauchy-Riemannsche Differentialgleichung &amp;lt;math&amp;gt;\bar{\partial} u = f&amp;lt;/math&amp;gt; erfüllt ist.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== Literatur ==&lt;br /&gt;
* {{Literatur |Autor=[[Eberhard Freitag]], Rolf Busam |Titel=Funktionentheorie. &amp;#039;&amp;#039;1. Band&amp;#039;&amp;#039; |Auflage=3. neu bearbeitete und erweiterte |Verlag=Springer |Ort=Berlin u.&amp;amp;nbsp;a. |Datum=2000 |ISBN=3-540-67641-4 |Kommentar=&amp;#039;&amp;#039;Springer-Lehrbuch&amp;#039;&amp;#039; |Sprache=de}}&lt;br /&gt;
* [[Lars Hörmander]]: &amp;#039;&amp;#039;An Introduction to Complex Analysis in Several Variables.&amp;#039;&amp;#039; 2. revised edition. North-Holland Pub. Co. u.&amp;amp;nbsp;a., Amsterdam u.&amp;amp;nbsp;a. 1973, ISBN 0-7204-2450-X (&amp;#039;&amp;#039;North-Holland mathematical Library&amp;#039;&amp;#039;,&amp;amp;nbsp;7).&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== Einzelnachweise ==&lt;br /&gt;
&amp;lt;references /&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
[[Kategorie:Funktionentheorie]]&lt;br /&gt;
[[Kategorie:Partielle Differentialgleichung]]&lt;br /&gt;
[[Kategorie:Bernhard Riemann als Namensgeber]]&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>imported&gt;Ulanwp</name></author>
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