数学物理学报  2016, Vol. 36 Issue (5): 911-918   PDF    
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陈省江
整函数的周期性与唯一性的进一步结果
陈省江1,2     
1. 宁德师范学院数学系 福建宁德 352100 ;
2. 福建师范大学数计学院 福州 350007
摘要:主要研究整函数的周期性和唯一性,得到有穷级整函数的若干周期性定理和唯一性定理以及一类椭圆函数的唯一性定理.例子表明部分条件是必要的.
关键词整函数     周期函数     分担值     唯一性    
Further Results on Periodicity and Unicity of Entire Functions
Chen Shengjiang1,2     
1. Department of Mathematics, Ningde Normal University, Fujian Ningde 352100 ;
2. Department of Mathematics, Fujian Normal University, Fuzhou 350007
Abstract: In this paper, we mainly study the periodic entire functions sharing some values, and obtain some results on uniqueness for periodic entire functions. Furthermore, some results for elliptic entire functions are obtained too. Examples show that some conditions are necessary.
Key words: Entire functions     Periodic functions     Shared value     Unicity    
1 引言及主要结果

本文的“亚纯"皆定义在复平面${\Bbb C}$上. 记扩充复平面为 ${\hat{\Bbb C}}={\Bbb C}\cup\{\infty\}$. 本文采用Nevanlinna值分布论[5, 8]的标准记号,诸如 $m(r,f),N(r,f),T(r,f)$等. 亚纯函数$f$的级$\lambda(f)$与下级$\mu(f)$分别定义为

$ \lambda\left(f\right)=\limsup_{r \to \infty} \frac {\log T\left(r,f\right)}{\log r},\ \ \mu(f)=\liminf_{r \to \infty} \frac {\log T\left(r,f\right)}{\log r}. $

1978年,Ozawa[7]证明了对于任一给定$\sigma\in[1,\infty)$相 应存在周期整函数$D(z)$ 使得$\lambda(D)=\sigma$. 这表明存在大量的周期整函数,同时也说明研究周期函数的判定定理是有意义的. 因此,下面两个问题是有趣的.

问题一 如何从分担值的角度判定亚纯函数(或整函数) 是具有周期$c(\not=0)$的周期函数?

问题二若亚纯函数$g(z)$与周期亚纯函数$f(z)$具有某些分担值,那么$g(z)$与$f(z)$ 有何种关系?

2006年之后,Halburd-Korhonen[4]和Chiang-Feng[3]分别获得 对数导数的差分模拟. 利用这些结果,能够从分担值的角度探讨亚纯函数$f(z)$与其平 移函数$f(z+c)$的唯一性问题,从而也提供研究问题一的一个理论工具. 2009年,Heittokangas等[6]考虑了亚纯函数与其平移函数的唯一性问题,得到周期亚纯函数的一个判定定理,即

定理A 设$f(z)$为非常数有穷级亚纯函数,$c\in{\Bbb C}\setminus\{0\}$,$a_1,a_2,a_3 \in {\hat{\cal S}}(f)$为三个判别的周期为$c$的周期亚纯函数. 如果$f(z)$与$f(z+c)$分担$a_1,a_2$ CM,分担$a_3$ IM,则$f(z)\equiv f(z+c)$.

这里,$ {\hat{\cal S}}(f)={\cal S}(f)\cup\{\infty\}$,其中${\cal S}(f)$ 表示所有满足$T(r,\alpha)=o(T(r,f))$ ($r\to \infty,r\not\in E$) 的亚纯函数的集合,$E$ 是一个对数测度有限的实数集. 显然,${\cal S}(f)$包含所有有穷常数. 给定$a\in{\hat{\cal S}}(f)$,如果亚纯函数$f-a$与$g-a$有相同零点,则称$f(z)$ 与$g(z)$分担$a$ IM (不计重数). 倘若$f-a$与$g-a$有相同零点 且其零点重数也相同,则称$f(z)$与$g(z)$分担$a$ CM (计重数). 此外,记$\overline{E}_{1)}(a,f)$为$f-a$所有单零点构成的集合,记$\overline{N}_{1)}(r,\frac{1}{f-a})$为相应于$\overline{E}_{1)}(a,f)$的计数函数.

2011年,Chen[2]考虑亚纯函数$g(z)$与周期函数$f(z)$具有类似定 理A的分担条件时的周期性问题,得到周期函数的另一个判定定理,即

定理B 设$f(z)$与$g(z)$为两个非常数亚纯函数,$c\in{\Bbb C}\setminus\{0\}$,$a_1,a_2,a_3 \in {\hat{\cal S}}(f)$ 为三个判别的周期为$c$的周期亚纯函数. 假设$\lambda(f) <\infty$且$f(z)\equiv f(z+c)$. 如果$f(z)$与$g(z)$分担$a_1,a_2$ CM,分担$a_3$ IM,则 $g(z)\equiv g(z+c)$ .

1992年,Zheng[10]研究了亚纯函数$g(z)$与周期函数$f(z)$具有3个分担值时的关系,推广了Brosch[1]的一个结果,证明了

定理C 设$f(z)$和$g(z)$为两个非常数亚纯函数,其中$f(z)$与$g(z)$分担$0,1,\infty$ CM. 如果$f(z)$ 以$c(\neq0)$为周期,则$g(z)$也是以$c(\neq0)$为周期. 如果再设$f(z)$的下超级$\nu_1(f)$小于 1,则 $f(z)\equiv g(z)$,除非 $f(z)$与$g(z)$有形式

$f(z)=\frac{{\rm e}^{a_1z+b_1}-1}{{\rm e}^{a_2z+b_2}-1},\quad g(z)=\frac{{\rm e}^{-a_1z-b_1}-1}{{\rm e}^{-a_2z-b_2}-1},$

其中$a_1=\frac{2m\pi {\rm i}}{c}$,$a_2=\frac{2k\pi {\rm i}}{c}$,$b_1,b_2$ 为常数,$m,k$为整数.

注1.1 亚纯函数的下超级定义为$\nu_1(f)=\liminf\limits_{r \to \infty} \frac {\log\log T\left(r,f\right)}{\log r}$.

最近,Chen[2]将定理C推广到如下结果.

定理D 设$f(z)$和$g(z)$为两个非常数亚纯函数,$a_1,a_2,a_3 \in { \hat{\cal S}}(f)$为三个判别的周期为$c$的周期亚纯函数. 假设$f(z)$与$g(z)$分担$a_1,a_2$ CM,分担$a_3$ IM. 再设$f(z)\equiv f(z+c)$,$1 <\mu(f)\leq\lambda(f)<+\infty$. 如果

$\limsup\limits_{r\to +\infty} \frac{\overline{N}(r,\frac{1}{f-a_1})}{T(r,f)} <1,$

则 $f(z)\equiv g(z)$.

本文继续研究问题一和问题二. 首先,沿着问题一的方向,获得下列结果.

定理1.1 设$f(z)$为级$\lambda(f)<\infty$的非常数整函数,$a_1,a_2$为两个判别的非零有穷复数. 如果$f(z)$与$f(z+c)$分担$0$ CM且满足

$\overline{E}_{1)}(a_j,f(z))=\overline{E}_{1)}(a_j,f(z+c)),\ \ j=1,2,$ (1.1)

则 $f(z)\equiv f(z+c)$或者$f(z)\equiv -f(z+c)$,后者仅当$a_1+a_2=0$时成立.

注1.2 定理1.1中的条件$\lambda(f)<\infty$是必要的. 例如,令$f(z)={\rm e}^{{\rm e}^z}$,$c={\rm i}\pi$. 则$f(z+{\rm i}\pi)={\rm e}^{-{\rm e}^z}$. 显然,$f(z)$与$f(z+{\rm i}\pi)$ 分担$0,\infty,1,-1$ CM. 但$f(z)\not\equiv f(z+c)$ 且$f(z)\not\equiv -f(z+c)$.

推论1.1 在定理1.1的条件下,$f(z)$是以$c$或者$2c$为周期的周期函数.

定理1.2 设$f(z)$为周期为$c$的非常数有穷级整函数,$g(z)$为非常数整函数,$a_1,a_2$为两个判别的非零有穷复数. 如果$f(z)$与$g(z)$分担$0$ CM且满足

$\overline{E}_{1)}(a_j,f)=\overline{E}_{1)}(a_j,g),\ \ j=1,2,$ (1.2)

则$g(z)\equiv g(z+c)$或者$g(z)\equiv -g(z+c)$,后者仅当$a_1+a_2=0$时成立.

注1.3 去掉定理1.2的假设条件(1.2),定理1.2的结论不再成立. 例如,根据Ozawa的一个结果(参见文献[7]),令$D(z)$是以$c=\log 2$ 为周期的有穷级整函数. 设$f(z)=D(z)$,$g(z)=\frac{D(z)}{{\rm e}^{z}}$,则$f(z)$与$g(z)$分担$0$ CM. 但$g(z)\not\equiv g(z+c)$且$g(z)\not\equiv -g(z+c)$.

推论1.2 在定理1.2的条件下,$g(z)$是以$c$或者$2c$为周期的周期函数.

从定理1.2,可得到下列有关椭圆函数的结果.

推论1.3 设$f(z)$为以$c_1,c_2 (\not=c_1)$为周期的有穷级椭圆整函数,$g(z)$为非常数整函数且满足(1.2),其中$a_1,a_2$是两个判别的非零有穷复数. 如果$f(z)$与$g(z)$分担$0$ CM,则$g(z)$是以$c_1,c_2$,或者$c_1,2c_2$,或者$2c_1,c_2$,或者$2c_1,2c_2$为周期的椭圆函数.

其次,沿着问题二的方向,在类似定理1.2的假设下,$f$与$g$具有何种关系? 本文获得下列结果.

定理1.3 设$f(z)$为周期为$c(\neq 0)$的非常数有穷级周期整函数,$\mu(f)>1$,$g(z)$为非常数整函数,$a_1,a_2$为两个判别的非零有穷复数. 如果$f(z)$与$g(z)$分担$0$ CM且满足(1.2)式,则$f(z)\equiv g(z)$或者$f(z)\equiv -g(z)$,后者仅当$a_1+a_2=0$时成立.

注1.4 定理1.3中的条件$\mu(f)>1$是必要的. 因为根据引理2.2知任一周期亚纯函数$f$的下级大于等于$1$. 又当$\mu(f)=1$时,有反例说明定理1.3的结论不成立. 例如,设$f(z)={\rm e}^{2z}+{\rm e}^z+1$,$g(z)={\rm e}^{-2z}+{\rm e}^{-z}+1$,$c=2\pi {\rm i}$. 通过简单计算,容易验证$f(z)$与$g(z)$分担$0,\infty,1$ CM且满足 $\overline{E}_{1)}(\frac{3}{4},f)=\overline{E}_{1)}(\frac{3}{4},g)=\emptyset$. 但$f(z)\not\equiv g(z)$且$f(z)\not\equiv -g(z)$.

推论1.4 设$f(z)$为非常数椭圆函数使得$1<\mu(f)\leq\lambda(f)<+\infty$. 如果整函数$g(z)$与$f(z)$ 分担$0$ CM且满足(1.2)式,则定理1.3 的结论仍成立.

2 一些引理

为证明定理1.1-1.3,需要下列一些引理.

引理2.1[8] 设$f(z)$为非常数有穷级亚纯函数,$0,\infty$是$f$的Picard例外值,则$f(z)={\rm e}^{h(z)}$,其中$h(z)$是次数$\leq \lambda(f)$的多项式.

引理2.2[8]如果$f(z)$是周期亚纯函数,则$\lambda(f)\geq 1$,$\mu(f)\geq1$.

引理2.3[8] 设$f(z)$与$g(z)$为两个非常数亚纯函数,如果$\lambda(f) <\mu(g)$,则

$T(r,f)=o(T(r,g)),\ r\to \infty.$

引理2.4[8]设$f(z)$为非常数亚纯函数. 如果

$g=\frac{af+b}{cf+d},$

这里$a,b,c,d\in {\cal S}(f)$,$ad-bc\not\equiv 0$,则

$T(r,g)=T(r,f)+S(r,f).$

引理2.5[9]设$f$为非常数亚纯函数,$a_{j}~(j=1,2,\cdots ,q)$为$f$的$q$个判别的小函数,则对于任一正实数$\varepsilon$,都有

$(q-2-\varepsilon)T(r,f)\leq{\sum_{j=1}^q}\overline{N}\left(r,\frac{1}{f-a_{j}}\right),\ \ \ \ r\not\in E,$

这里$E$是对数测度$\int_E {\rm d}\log{\log r}<\infty$的实数集.

注2.1 郑在文献[11]指出$\varepsilon$可以删去.

引理2.6[3] 设$f$为非常数有穷级亚纯函数,$c\in{\Bbb C}$,$\delta\in(0,1)$. 则

$m\left(r,\frac{f(z+c)}{f(z)}\right)+m\left(r,\frac{f(z)}{f(z+c)}\right)=o\left(\frac{T(r,f)}{r^{\delta}}\right).$

从而,有

$m\left(r,\frac{f(z+c)}{f(z)}\right)+m\left(r,\frac{f(z)}{f(z+c)}\right)=S(r,f).$
3 定理1.1的证明

逐步证明定理1.1.

第一步 由定理的假设条件$f(z)$与$f(z+c)$分担$0$ CM,根据引理1.1,知

$\frac{f(z+c)}{f(z)}={\rm e}^{Q(z)},$ (3.1)

这里$Q(z)$是次数$\leq\lambda(f)$的非常数多项式. 根据引理2.6,由(3.1)式,得

$T(r,{\rm e}^Q)=S(r,f(z)).$

再根据引理2.4知

$T(r,f(z+c))=T(r,f(z))+S(r,f(z)).$ (3.2)

为方便起见,令$S(r):=S(r,f(z+c))=S(r,f(z))$,$\alpha={\rm e}^Q$,$f_c(z)\equiv f(z+c)$.

第二步 假设$f(z)\not\equiv f(z+c)$,即$f\not=f_c$. 则$\alpha\not\equiv1$. 从而由假设条件(1.1)及(3.1)式得

$\overline{N}_{1)} \bigg(r,\frac{1}{f_c-a_1}\bigg)=\overline{N}_{1)} \bigg(r,\frac{1}{f-a_1}\bigg)\leq N \bigg(r,\frac{1}{\alpha-1}\bigg)\leq T(r,\alpha)+O(1)=S(r).$
$\overline{N}_{1)}\bigg(r,\frac{1}{f_c-a_2}\bigg)=\overline{N}_{1)} \bigg(r,\frac{1}{f-a_2}\bigg)\leq N\bigg(r,\frac{1}{\alpha-1}\bigg)\leq T(r,\alpha)+O(1)=S(r).$

改写(3.1)式为

$f_c-a_1=\alpha f-a_1=\alpha\bigg(f-\frac{a_1}{\alpha}\bigg),\quad f-a_1=f_c\frac{1}{\alpha}-a_1=\frac{1}{\alpha}(f_c-a_1\alpha),$
$f_c-a_2=\alpha f-a_2=\alpha\bigg(f-\frac{a_2}{\alpha}\bigg),\quad f-a_2=f_c\frac{1}{\alpha}-a_2=\frac{1}{\alpha}(f_c-a_2\alpha).$

这表明

$N\bigg(r,\frac{1}{f_c-a_1}\bigg)=N\bigg(r,\frac{1}{f-\frac{a_1}{\alpha}}\bigg),\ \ N\bigg(r,\frac{1}{f-a_1}\bigg)=N\bigg(r,\frac{1}{f_c-a_1\alpha}\bigg).$
$N\bigg(r,\frac{1}{f_c-a_2}\bigg)=N\bigg(r,\frac{1}{f-\frac{a_2}{\alpha}}\bigg),\ \ N\bigg(r,\frac{1}{f-a_2}\bigg)=N\bigg(r,\frac{1}{f_c-a_2\alpha}\bigg).$

第三步 注意到$a_1\not\equiv \frac{a_1}{\alpha}$ 且$a_2\not\equiv \frac{a_2}{\alpha}$,于是分下列两种情况讨论.

情况 Ⅰ 若$a_1\not\equiv \frac{a_2}{\alpha}$. 则,根据引理2.5及(3.2)式,推得

$2T(r,f)\leq \overline{N}(r,f)+\overline{N} \bigg(r,\frac{1}{f-a_1}\bigg)+\overline{N}\bigg(r,\frac{1}{f-a_2}\bigg)+\overline{N} \bigg(r,\frac{1}{f-\frac{a_2}{\alpha}}\bigg)+S(r)\\ \leq \overline{N}\bigg(r,\frac{1}{f-a_1}\bigg)+\overline{N}\bigg(r,\frac{1}{f-a_2}\bigg) +\overline{N}\bigg(r,\frac{1}{f_c-a_2}\bigg)+S(r)\\ \leq \frac{1}{2}N\bigg(r,\frac{1}{f-a_1}\bigg)+\frac{1}{2}N\bigg(r,\frac{1}{f-a_2}\bigg) +\frac{1}{2}N\bigg(r,\frac{1}{f_c-a_2}\bigg)+S(r)\\ \leq \frac{3}{2}T(r,f)+S(r).$

但这是不可能的.

情况 Ⅱ 若$a_1\equiv \frac{a_2}{\alpha}$. 再分两种子情况讨论.

情况 Ⅱ-1 若$a_2\not\equiv \frac{a_1}{\alpha}$. 根据引理2.5及(3.2)式,同样可推得

$2T(r,f)\leq \overline{N}(r,f)+\overline{N}\bigg(r,\frac{1}{f-a_1}\bigg) +\overline{N}\bigg(r,\frac{1}{f-a_2}\bigg)+\overline{N} \bigg(r,\frac{1}{f-\frac{a_1}{\alpha}}\bigg)+S(r)\\ \leq \frac{3}{2}T(r,f)+S(r).$

但这也是不可能的.

情况 Ⅱ-2 若$a_2\equiv \frac{a_1}{\alpha}$. 则$\alpha\equiv -1$,$a_1+a_2=0$ .

这就完成定理1.1的证明.

4 定理1.2的证明

由第二基本定理和定理1.2的假设条件,可得

$T(r,f)<\overline{N}\bigg(r,\frac{1}{f}\bigg)+\overline{N}(r,f) +\overline{N}\bigg(r,\frac{1}{f-a_1}\bigg)+S(r,f)\nonumber\\ < \overline{N}\bigg(r,\frac{1}{f}\bigg)+\frac{1}{2}\overline{N}_{1)} \bigg(r,\frac{1}{f-a_1}\bigg)+\frac{1}{2}N\bigg(r,\frac{1}{f-a_1}\bigg)+S(r,f)\nonumber\\ < \overline{N}\bigg(r,\frac{1}{f}\bigg)+\frac{1}{2}\overline{N}_{1)} \bigg(r,\frac{1}{f-a_1}\bigg)+\frac{1}{2}T(r,f)+S(r,f)\nonumber\\ < \overline{N}\bigg(r,\frac{1}{g}\bigg)+\frac{1}{2}\overline{N}_{1)} \bigg(r,\frac{1}{g-a_1}\bigg)+\frac{1}{2}T(r,f)+S(r,f)\nonumber\\ < \frac{3}{2}T(r,g)+\frac{1}{2}T(r,f)+S(r,f).$

类似有

$T(r,f)\leq 3T(r,g)+S(r,f).$

于是,$\mu(g)=\mu(f)$,$\lambda(g)=\lambda(f)<\infty$,$S(r,f)=S(r,g)$. 因为$f$ 与$g$ 分担$0$ CM,根据引理1.1,可推得

$\frac{f(z)}{g(z)}\equiv {\rm e}^{Q(z)},$ (4.1)

这里$Q(z)$是次数$\leq\lambda(f)$ 的多项式. 由(4.1)式,立即可得

$\frac{f(z+c)}{g(z+c)}\equiv {\rm e}^{Q(z+c)}.$ (4.2)

注意到$f(z)\equiv f(z+c)$,从(4.1)和(4.2)式推得

${\rm e}^{Q(z)}g(z)\equiv {\rm e}^{Q(z+c)}g(z+c),$ (4.3)

这表明$g(z)$ 与$g(z+c)$分担$0,\infty$ CM.

下证$g(z)$与$g(z+c)$满足定理1.1的条件(1.1). 设$z_0$为$g-a_j$的单零点,根据定理1.2的假设条件(1.2) 知$z_0$是$f-a_j$的单零点. 因为$f(z)\equiv f(z+c)$,则显然 $z_0$ 也是$f(z+c)-a_j$的单零点. 再次根据假设条件(1.2),推得$z_0$是$g(z+c)-a_j$的单零点. 类似地,也可推得$\overline{E}_{1)}(a_j,g(z+c))\subset\overline{E}_{1)}(a_j,g(z)),\ j=1,2$.

因此,根据定理1.1,定理1.2的结论成立.

5 定理1.3的证明

与定理1.1的证明类似,逐步证明定理1.3.

第一步 容易推出$1<\mu(g)=\mu(f)$,$\lambda(g)=\lambda(f)<\infty$,$S(r,f)=S(r,g)$,(4.1)式及(4.2)式. 为方便起见,令$S(r):=S(r,f)=S(r,g)$.

从定理1.2知,$g(z)\equiv g(z+c)$或者$g(z)\equiv -g(z+c)$成立. 如果$g(z)\equiv -g(z+c)$,结合(4.1)及(4.2)式,则可推得

${\rm e}^{Q(z)}\equiv -{\rm e}^{Q(z+c)}.$ (5.1)

也即

${\rm e}^{Q(z+c)-Q(z)}\equiv -1,$

这意味着

$Q'(z+c)-Q'(z)\equiv0.$ (5.2)

如果$g(z)\equiv g(z+c)$,则同样可获得(5.2)式.

于是,$Q'(z)$ 以$c$为周期的周期函数. 根据引理2.2知,$Q'(z)$ 是常数或者是超越亚纯函数. 但因为$Q'(z)$是多项式,故$Q'(z)$必须是常数. 令

$Q(z)=az+b,$ (5.3)

其中,$a,b$是常数. 将(5.3)式代入(4.1)式得到

$\frac{g(z)}{f(z)}= {\rm e}^{az+b}.$ (5.4)

再注意到$\mu(g)=\mu(f)>1$ 与$\lambda({\rm e}^{az+b})=1$,从引理2.3推得

$T(r,{\rm e}^{az+b})=S(r).$ (5.5)

于是,根据引理2.4,结合 (5.4)及(5.5)式,得

$T(r,f)=T(r,g)+S(r).$ (5.6)

第二步 假设$f(z)\not\equiv g(z)$. 令$\alpha={\rm e}^{az+b}$. 于是$\alpha\not\equiv1$,且有

$\overline{N}_{1)}\bigg(r,\frac{1}{g-a_1}\bigg)=\overline{N}_{1)} \bigg(r,\frac{1}{f-a_1}\bigg)\leq N\bigg(r,\frac{1}{\alpha-1}\bigg)\leq T(r,\alpha)+O(1)=S(r).$
$\overline{N}_{1)}\bigg(r,\frac{1}{g-a_2}\bigg)=\overline{N}_{1)} \bigg(r,\frac{1}{f-a_2}\bigg)\leq N\bigg(r,\frac{1}{\alpha-1}\bigg)\leq T(r,\alpha)+O(1)=S(r).$

改写(4.1)式成

$g-a_1=\alpha f-a_1=\alpha\bigg(f-\frac{a_1}{\alpha}\bigg),\quad f-a_1=g\frac{1}{\alpha}-a_1=\frac{1}{\alpha}(g-a_1\alpha),$
$g-a_2=\alpha f-a_2=\alpha\bigg(f-\frac{a_2}{\alpha}\bigg),\quad f-a_2=g\frac{1}{\alpha}-a_2=\frac{1}{\alpha}(g-a_2\alpha).$

从而有

$N\bigg(r,\frac{1}{g-a_1}\bigg)=N\bigg(r,\frac{1}{f-\frac{a_1}{\alpha}}\bigg),\ \ N(r,\frac{1}{f-a_1})=N\bigg(r,\frac{1}{g-a_1\alpha}\bigg).$
$N\bigg(r,\frac{1}{g-a_2}\bigg)=N\bigg(r,\frac{1}{f-\frac{a_2}{\alpha}}\bigg),\ \ N\bigg(r,\frac{1}{f-a_2}\bigg)=N\bigg(r,\frac{1}{g-a_2\alpha}\bigg).$

第三步 易知$a_1\not\equiv \frac{a_1}{\alpha}$与$a_2\not\equiv \frac{a_2}{\alpha}$. 进而,只需讨论下面两种情况.

情况 Ⅰ 若$a_1\not\equiv \frac{a_2}{\alpha}$. 则从引理2.5及(5.6)式,得

$2T(r,f)\leq \overline{N}(r,f)+\overline{N}\bigg(r,\frac{1}{f-a_1}\bigg)+\overline{N} \bigg(r,\frac{1}{f-a_2}\bigg)+\overline{N}\bigg(r,\frac{1}{f-\frac{a_2}{\alpha}}\bigg)+S(r)\\ \leq \overline{N}\bigg(r,\frac{1}{f-a_1}\bigg)+\overline{N}\bigg(r,\frac{1}{f-a_2}\bigg) +\overline{N}\bigg(r,\frac{1}{g-a_2}\bigg)+S(r)\\ \leq \frac{1}{2}N\bigg(r,\frac{1}{f-a_1}\bigg)+\frac{1}{2}N\bigg(r,\frac{1}{f-a_2}\bigg) +\frac{1}{2}N\bigg(r,\frac{1}{g-a_2}\bigg)+S(r)\\ \leq \frac{3}{2}T(r,f)+S(r).$

这是个矛盾.

情况 Ⅱ 若$a_1\equiv \frac{a_2}{\alpha}$. 再区分下列两种子情况.

情况 Ⅱ-1 若$a_2\not\equiv \frac{a_1}{\alpha}$. 再次根据引理2.5及(5.6)式,推得

$2T(r,f)\leq \overline{N}(r,f)+\overline{N}\bigg(r,\frac{1}{f-a_1}\bigg)+ \overline{N}\bigg(r,\frac{1}{f-a_2}\bigg)+\overline{N}\bigg(r,\frac{1}{f-\frac{a_1}{\alpha}}\bigg)+S(r)\\ \leq \frac{3}{2}T(r,f)+S(r).$

但这也是不可能的.

情况 Ⅱ-2 若$a_2\equiv \frac{a_1}{\alpha}$. 则$\alpha\equiv -1$,$a_1+a_2=0$.

这就完成定理1.3的证明.

6 可进一步研究的问题

首先观察下面两个例子.

例 1 根据Ozawa的一个结果(见文献[7]),令$D(z)$是以$\pi$为周期的有穷级周期整函数. 再令$\phi(z)={\rm e}^{{\rm i}z}D(z)$,$f(z)=\frac{2\phi}{\phi^2+1}$. 则 $f(z+\pi)=\frac{-2\phi}{\phi^2+1}$与 $f(z)\equiv -f(z+\pi)$成立. 因为$f(z)-1=\frac{-(\phi-1)^2}{\phi^2+1}$,$f(z+\pi)-1=\frac{-(\phi+1)^2}{\phi^2+1}$,$f(z)+1=\frac{(\phi+1)^2}{\phi^2+1}$ 和 $f(z+\pi)+1=\frac{(\phi-1)^2}{\phi^2+1}$,所以亚纯函数$f(z)$ 与$f(z+\pi)$分担$0,\infty$ CM,且满足 $\overline{E}_{1)}(a_j,f(z))=\overline{E}_{1)}(a_j,f(z+\pi))=\emptyset,j=1,2$.

例 2 令$D(z)$是以$2\pi$为周期的有穷级周期整函数. 再令$\phi(z)={\rm e}^{{\rm i}z}D(z)$,$f(z)=\frac{2\phi}{\phi^2+1}$,$g(z)=\frac{-2\phi}{\phi^2+1}$. 则$f(z)\equiv -g(z)$. 容易验证亚纯函数$f(z)$与$g(z)$分担$0,\infty$ CM且满足 $\overline{E}_{1)}(a_j,f(z))=\overline{E}_{1)}(a_j,g(z))=\emptyset,j=1,2$.

上述例1和例2表明定理1.2和定理1.3对于有穷级亚纯函数也可能成立. 因此,本文最后猜想下面命题成立.

命题 设$f(z)$为周期为$c(\neq 0)$的非常数有穷级周期亚纯函数使得 $1 <\mu(f)\leq\lambda(f)<+\infty$,$g(z)$为非常数亚纯函数,$a_1,a_2$为两个判别的非零有穷复数. 如果$f(z)$ 与$g(z)$分担$0$ CM且满足

$\overline{E}_{1)}(a_j,f)=\overline{E}_{1)}(a_j,g),\ \ j=1,2,$

则$f(z)\equiv g(z)$或者$f(z)\equiv -g(z)$,后者仅当$a_1+a_2=0$时成立.

参考文献
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