李 夌, 杜 磊
(昆明理工大學(xué) 理學(xué)院, 云南 昆明 650093)
隨著近年來(lái)分析學(xué)的發(fā)展和創(chuàng)新,概率理論與函數(shù)論結(jié)合的方法被越來(lái)越多的人應(yīng)用。指數(shù)函數(shù)系的完備性問(wèn)題也得到了更好的發(fā)展[1-2],其結(jié)果也被廣泛應(yīng)用。
在文獻(xiàn)和中,令α(r)為一個(gè)定義在R上的非負(fù)連續(xù)函數(shù),并且滿足
(1)
那么與α有關(guān)的Fock空間Fα,p(1
其中dm2(z)記為L(zhǎng)ebesgu面積測(cè)度,C為整個(gè)復(fù)平面。
如果f在Fα,p中滿足
CloseL({znf,n≥0})=Fα,p,
就稱(chēng)f在Fα,p中是循環(huán)的。其中L是E的線性閉包[3-4]。
在文獻(xiàn)中,Phragm?n-Lindel?f的論點(diǎn)表明在一定條件下如果多項(xiàng)式倍數(shù)pnf收斂到Fα,p中的一個(gè)元素,那么多項(xiàng)式不能足夠大到逼近Fα,p中的每一個(gè)元素,其中f∈Fα,p,pn是多項(xiàng)式。由文獻(xiàn)和,我們可以考慮指數(shù)函數(shù)系{eλz}(λ>0)在Fα,p(1
在這篇文章中將準(zhǔn)解析的方法作為證明的基礎(chǔ),討論函數(shù)系在右半平面是否解析[6],進(jìn)而是否完備。這是和文獻(xiàn)和完全不同的方法。同時(shí)在這里也會(huì)考慮在Fα,p(1
CloseL({znif,ni-ni-1≥1,ni∈N})=Fα,p。
最后,通過(guò)文獻(xiàn),再結(jié)合使用文獻(xiàn)和中的Carleman公式來(lái)研究指數(shù)函數(shù)系{eλnz}(λn∈C)和缺項(xiàng)多項(xiàng)式{zni}在Fα,p(1
為了更方便的介紹我們的結(jié)論,先對(duì)一些必要的術(shù)語(yǔ)進(jìn)行說(shuō)明。
定義1[10]給定一個(gè)區(qū)間I?R和一個(gè)數(shù)列Mn>0,若C和ρ與f有關(guān),且滿足
|f(n)(x)|≤CpnMn,x∈I;n=1,2,…,
我們就說(shuō)f在I上無(wú)窮可微,屬于ΨI(Mn)類(lèi)。
定義2[10]一個(gè)ΨI(Mn)類(lèi)被稱(chēng)為準(zhǔn)解析的,若任給一個(gè)x0∈I,僅有唯一的f∈ΨI(Mn)滿足
fn(x0)=0,n=1,2,…,
則有f(x)≡0,x∈I。
引理1[10]如果
在以下的證明中,用A表示正常數(shù),它在每次出現(xiàn)時(shí)可能不同。
引理2 若f(x)在任意區(qū)間I?R是無(wú)限可微的,且滿足
|f(n)(x)|≤AK(n),n=0,1,2,3,…,
(2)
其中K(n)是一個(gè)關(guān)于n的遞增函數(shù)。那么就存在一個(gè)函數(shù)g(z)在右半平面C+={x=Rz>0,z=x+iy}解析,且滿足
(3)
和
|g(z)|≤Ae2π|y|+K(x+1)。
(4)
證明不失一般性,我們可以假設(shè)[0,1]?I和b=1。定義
其中
那么由Taylor定理有
這說(shuō)明存在一個(gè)函數(shù)g(z)在x>0的右半平面解析,所以對(duì)于在帶形區(qū)域n
因此式(3)也是滿足g(z)的。另外從
和式(2)及K(n)的增長(zhǎng)性,可以得到當(dāng)x>0時(shí)式(4)成立。
引理3[11]令β(x)為一個(gè)在R上滿足式(1)的非負(fù)凸函數(shù),假定
β*(t)=sup{xt-β(x):x∈R},t∈R
是函數(shù)β(x)的Young變換[12]。再假設(shè)λ(r)是一個(gè)在[0,+∞)上的增函數(shù),且滿足
λ(R)-λ(r)≤A(logR-logr+1)(R>r>1),
那么存在一個(gè)在C+上的非零解析函數(shù)f(z),滿足
|f(z)|≤Aexp{Ax+β(x)-xλ(|z|)},z=x+iy∈C+,
使得當(dāng)且僅當(dāng)存在a∈R時(shí),
(5)
成立。
定理1 如果α(|z|)(|z|=r)滿足式(1),α*(t)在任意有限區(qū)間I?R上有界,其中
α*(t)=sup{t|z|-α(|z|):t∈R+},
(6)
是Legendre變換或者是文獻(xiàn)中α(|z|)(|z|=r)的Young對(duì)偶函數(shù)。同時(shí)如果
(7)
其中,
α*(n)=sup{nlog|z|-α(|z|)},
(8)
那么對(duì)于任意的λ>0,函數(shù)eλz在Fα,p(1
證明如果對(duì)于一些λ>0,函數(shù)系{zneλz}在Fα,p(1
(9)
|P(z)| ≤e-α*(|z|+N+1)
和Fubini定理及Morera定理,可以得到P(z)在x>0的右半平面解析。那么P(n)(λ)=0,n=0,1,2,…,另外,對(duì)于x>0有
因此,選擇適當(dāng)?shù)腁使得A>p2,A>q,可以得到
因?yàn)棣?(x)在任意有限區(qū)間上有界,我們有
(10)
在任意有限區(qū)間I?R都成立。當(dāng)λ>0時(shí),可以選取適當(dāng)?shù)挠邢迏^(qū)間I?R滿足λ∈I。因此若P(n)(λ)=0,n=0,1,2,3,…,和式(9)、(10)成立,可以得到在I上P(x)≡0。再根據(jù)P(z)的解析性,我們可以得到P(z)≡0,所以L≡0,這與L是非零函數(shù)矛盾。
定理2 令
(11)
(12)
證明如果存在一些λ>0使得函數(shù)系{znieλz}在Fα,p(1
|P(z)| ≤eα*(|z|+N+1)
和Fubini定理及Morera定理,我們可以得到P(z)在x>0的右半平面解析。P(ni)(λ)=0,n=0,1,2,3,…,另外,對(duì)于x>0我們有
根據(jù)定理1的證明,我們有
因?yàn)棣?(x)在任意有限區(qū)間上有界,我們可以得到在任意有限區(qū)間I?R上有
(13)
當(dāng)λ>0時(shí),我們可以找到一些有限區(qū)間I?R滿足λ∈I。因此,若P(ni)(λ)=0,n=0,1,2,3,…,再根據(jù)引理2可知存在一個(gè)函數(shù)|g(z)|在x>0的右半平面解析,并且滿足g(ni)=0和
|g(z)| ≤Ae2πy+α*Ax。
(14)
定義
其中
是文獻(xiàn)中的Fuchs乘積。在這里已知
|G(z)| ≥exλ(r)-Ax,x≥0,z∈ΩΛ,
(15)
|g1(z)| ≤AeAx+α*Ax+2πx2-xλ(r),
也就是說(shuō)
|g1(z)| ≤AeAx+β(x)-xλ(r)
(16)
是成立的,其中β(x)如式(11)所定義。再根據(jù)式(12)和引理3,可以得到結(jié)論g1(z)≡0。因此g(z)≡0,進(jìn)而有L≡0,這與L是非零函數(shù)矛盾。
定理3 若α(|z|)(|z|=r)滿足式(1),α*(|z|)是遞增的,而且對(duì)于某些Δ={z:Θ1
(17)
其中
則函數(shù)系{eλnz}在Fα,p(1
證明若函數(shù)系{eλnz}在Fα,p(1
|P(z)| ≤eα*(|z|+N+1),
(18)
和Fubini定理及Morera定理,可以得到P(z)是一個(gè)整函數(shù)。對(duì)于Δ={z:Θ1
F(z)=P(zeiΘ0),
其中Θ0是常數(shù)且滿足
類(lèi)似文獻(xiàn)[8-9],對(duì)在x>0右半平面的F(z)應(yīng)用Carleman公式,不失一般性,可以假設(shè)|λn|>1,則下式
成立,其中d(1,r)是一個(gè)關(guān)于r的函數(shù),并且當(dāng)r→+∞時(shí),d(1,r)趨向于一個(gè)常數(shù)。由α*(|z|)的增長(zhǎng)性和式(18)可以得到
這與式(17)矛盾。
定理4 若α(|z|)(|z|=r)滿足式(1),并且
(19)
其中
ni是不同的正整數(shù),則缺項(xiàng)多項(xiàng)式{zni}在Fα,p(1
證明若缺項(xiàng)多項(xiàng)式{zni}在Fα,p(1
那么可以得到
因此,
|P(z)| ≤Aeα*Ax,
(20)
其中d(1,r)是一個(gè)關(guān)于r的函數(shù),并且當(dāng)r→+∞時(shí),d(1,r)趨向于一個(gè)常數(shù)。由式(18)可以得到
這與式(19)矛盾。
1998年,A.A.Borichev和Bernard Beauzamy研究了在Fock型空間中函數(shù)的循環(huán)性條件,也研究了一些多項(xiàng)式的循環(huán)性和完備性。2010年,楊向東、易才鳳兩位教授討論了在推廣的Bergman-Fock空間中一種隨機(jī)指數(shù)系的完備性,還對(duì)實(shí)軸上的加權(quán)Banach空間討論了類(lèi)似的問(wèn)題。本文則是在Fock型空間中對(duì)所提出的幾種指數(shù)函數(shù)系與缺項(xiàng)多項(xiàng)式的循環(huán)性和完備性同時(shí)進(jìn)行了討論。該研究是對(duì)Fock型空間的一些性質(zhì)進(jìn)行了補(bǔ)充和完善,也為相關(guān)問(wèn)題的研究提供了新的思路和方法。
[ 參 考 文 獻(xiàn) ]
[1] 楊向東,易才鳳.Fock型空間中隨機(jī)指數(shù)函數(shù)系的完備性.數(shù)學(xué)物理學(xué)報(bào),2010,30(2):411-416.
[2]柯思宇.指數(shù)系與隨機(jī)指數(shù)系的完備性.北京:北京師范大學(xué),2010:49-55.
[3]BORICHEV A A.Estimates from below and cyclicity in Bergman-type spaces.Imm International Mathematics Research Notices,1996(12):603-611.
[4]BEAUZAMY B.Introduction to Operator Theory and Invariant Subspaces.Amsterdam:Elsevier Science Publishers,1988:148-152.
[5]BORICHEV A A.The polynomial approximation property in Fock-type spaces.Mathmatica Scandinavica,1998,82(2):256-264.
[6]楊向東,鄧冠鐵.半平面中解析函數(shù)的積分表示及在逼近中的應(yīng)用.數(shù)學(xué)物理學(xué)報(bào),2008,28A(6):1242-1250.
[7]DENG G T.Incompleteness and closure of a linear span of exponential system in a weighted Banach space.Journal of Approximation Theory,2003,125:1-9.
[8]BOAS R P.Entire Functions.New York:Academic Press Inc,1954:351-362.
[9]LEVIN B Y.Lectures on Entire Functions.Providence:American Mathematical Society,1996:196-223.
[10] KOOSIS P.The Logarithmic Integral,Vol. I.Cambridge:Cambridge University Press,1988:15-77.
[11] MALLIAVIN P.Sur quelques procedes d’extrapolation.Acta Math,1995,83:179-255.
[12] ROCKAFELLAR R.Convex Analysis.Princeton:Princeton University Press,1970.