Grundsätzlich gilt
heißt holomorph im Gebiet G ⊆ Gf (an der Stelle a ∈ Df), wenn f an jeder Stelle von G (in einer offenen Umgebung von a) komplex differenzierbar ist.
Ist f an der Stelle a holomorph, so existiert
für jede Folge (zn) mit
Existieren nun die partiellen Ableitungen von u und v und wählt man speziell zn=a + h1n mit h1n∈ℝ und
, so gilt:
Setzt man anderseits zn = a + ih2n mit h2n∈ ℝ und
, so erhält man
Ein Vergleich liefert das Erfülltsein der sog. Cauchy-Riemannschen Differentialgleichungen
an der Stelle (a1,a2).
Mit Hilfe des Mittelwertsatzes kann aus dem Erfülltsein der Gleichung in einer offenen Umgebung eines Punktes auch umgekehrt auf Holomorphie an dieser Stelle geschlossen werden. Es gilt somit
ist in a ∈ Df mit a = a1 + ia2 genau dann holomorph, wenn u und v in einer Umgebung von (a1,a2) stetig partiell differenzierbar sind und dort die Cauchy-Riemannschen Differentialgleichungen erfüllt sind.
Während in ℂ jedes Gebiet G Holomorphiegebiet ist in dem Sinne, dass es eine in G holomorphe Funktion gibt, die nicht über G hinaus analytisch fortsetzbar ist, gibt es in ℂn, n ≥ 2 Gebiete, aus denen jede dort holomorphe Funktion in ein echt umfassendes Gebiet analytisch fortgesetzt werden kann.
Ist
eine allgemeine Hartogsfigur und f in H holomorph, so auch in der umfassenden Menge P.
Jetzt kommen wir zum eigentlichen Beweis:
Wie bei reellen Funktionen mit mehreren Variablen kommt man auch bei komplexen Funktionen über die lineare Approximierbarkeit an einer Stelle a zum Begriff der komplexen Differenzierbarkeit an dieser Stelle. Er ist für eine Funktion
im Gebiet
gleichbedeutend mit der Existenz stetiger partieller Ableitungen
, an der Stelle a. Eine Funktion heißt holomorph in einem Gebiet, wenn sie an jeder Stelle des Gebietes komplex differenzierbar ist.
Führt man mittels f = u + iv die Funktion f auf zwei reellwertige Funktionen mit 2n Variablen
zurück, so reicht für komplexe Differenzierbarkeit noch nicht die stetige partielle Differenzierbarkeit von u und v nach diesen 2n Variablen aus. Eine Übertragung der Rechnung, die zur Aufstellung der Cauchy-Riemannschen Differentialgleichungen führt, liefert
gilt ist genau dann einer Umgebung der Stelle a = a1 + ia2 holomorph, wenn die ℝ2n-ℝ-Funktionen u und v in einer Umgebung von (a1,a2) stetig partiell differenzierbar sind und dort die Gleichungen
erfüllt sind.