Teorema berikut memberikan contoh persamaan diferensial parsial yang
tidak dapat memiliki solusi klasik jika asumsi analitik pada persamaan
diferensial parsial tersebut dihilangkan. Teorema ini berasal dari Hans
Lewy. Untuk teorema ini, kita meninjau fungsi-fungsi bernilai
kompleks.
Bukti. Misalkan
untuk
,
dengan
cukup kecil sehingga
berlaku pada citra koordinat
di bawah substitusi yang digunakan berikut. Maka
dan
Identitas ini berlaku pada domain
koordinat
setelah substitusi
.
Perhatikan bahwa
dalam koordinat
yang diberikan oleh
adalah
Misalkan
untuk
.
Maka
dan
di sini kita telah
menggunakan fakta bahwa
karena
periodik dengan periode
.
Misalkan
dan
untuk
.
Fungsi
memenuhi persamaan Cauchy–Riemann
pada
.
Dengan demikian,
merupakan fungsi holomorfik sebagai fungsi dari
untuk
.
Kekontinuan
di dekat titik asal menyiratkan bahwa
meluas secara kontinu dari
ke batas
,
dengan
untuk
.
Oleh karena itu,
meluas secara kontinu dari
ke batas tersebut, dan
untuk
.
Dengan demikian,
kontinu pada
,
meluas secara kontinu ke batasnya, dan
untuk
;
yakni,
untuk
.
Dengan menerapkan prinsip refleksi Schwarz pada
,
fungsi
mendefinisikan perluasan
holomorfik pada
dari
.
Dengan demikian,
analitik real pada
.
Akibatnya,
analitik real pada
.
◻