Файл: Земанян А.Г. Интегральные преобразования обобщенных функций.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 196
Скачиваний: 0
аналитична в конечной г\-плоскости, исключая точку вет вления в г] = 0. Кроме того,
D-nF Ol) |
= </ (x), -С^/хр /ц (xp)>, I] ф 0. |
(3) |
Д о к а з а т |
е л ь с т в о . При фиксированном p |
0 |
возьмем две концентрические окружности С и Д с центром в г| и с радиусами тр и г2 соответственно, причем 0 < ;г <
|
|
С I т] |
|. Пусть |
Дг) — |
комплексное |
приращение, |
||||
удовлетворяющее |
условию |
0 < | Др | |
< г . Рассмотрим |
|||||||
равенство |
|
|
|
7)fl ]/rx i f / lj.(xp)> |
= |
</ (х), ф д Д х )> , |
||||
^ |
+ Д р ) - ^ ) _ < / ( , ) , |
|
|
|
|
|
||||
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(4) |
|
i |
V |
+ |
хДр |
(хр + |
хАр) — / хр /ц (хр)] — |
||||
Фди = |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
— |
D-n |
^ хр Д Д хр ). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Заметим, что для любого фиксированного х и любого фик сированного неотрицательного целого числа /с функция
D \ Y Щ Ді (хр) аналитична внутри замкнутого круга С х. Ограничимся рассмотрением одной из ветвей. В силу ин тегральной формулы Коши
д а (х ) =
|
|
= |
ш |
Ü |
|
V ™ 1* W |
(т - р - д р - - т ^ г ) - |
|||||||||||
|
|
|
|
С, |
|
|
1 |
|
Ъ . - А і С |
|
|
|
|
|
____ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D ^ V x z J ^ x z ) |
||||||
|
|
|
|
|
|
( * - P)2 J |
2я £ ^ |
(z — р — Др) (z —. р)а aZ ' |
||||||||||
Но для всех z E |
^ |
|
при переменной я, |
пробегающей ком |
||||||||||||||
пактное подмножество 0 < х |
< ° ° , функция |
D ^ x z J ^ (xz) |
||||||||||||||||
ограничена некоторой постоянной |
В. |
Так как, кроме того, |
||||||||||||||||
I |
z |
— р I = |
гх |
и |
I |
z |
— р — Ар I > |
гх |
— |
г, |
то |
мы имеем |
||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
Отсюда вытекает, |
что при | Ар | |
|
0 |
|
функция |
Дѵфд„ (х) |
стремится к нулю равномерно на компактных подмноже
ствах 0 < х < о о ; следовательно, |
фд„ (х) |
сходится |
в |
|
$ (I) |
к нулю. Поскольку / £Е (Л, |
то (4) |
стремится |
к |
|
|
|
|
186
нулю. Таким образом, при указанйых |
ограничениях на |
|||||||||||||||||||||||
т| |
мы Fполучили |
формулу |
(3) |
и |
|
доказали |
|
аналитич |
||||||||||||||||
ность |
(т|). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
F |
Теперь нашей целью является доказательство того, что |
|||||||||||||||||||||||
(у) |
имеет определенный порядок |
роста |
|
при у ^ - + 0 и |
||||||||||||||||||||
у |
-*■ |
|
||||||||||||||||||||||
F |
(уТ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пустъ |
|
|
элемент &' |
|
(/), ц !> |
||||||||
еудовлетворяето р е м а 5.6.2.неравенству/ — |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
> |
|
°°- |
и |
Функция |
F (у) |
определена формулой |
|
(1). |
Тогда |
|||||||||||||||
— 7г |
|
|
I ^ (У) I |
< |
|
|
К у № , |
0 < г / < 1, |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(5 ) |
||||||||||||
где К и р |
|
|
|
К у ѵ, |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
—■ |
достаточно |
большие <действительные/ < о о , |
числа. |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По |
I . |
|
|
|
|
|
X |
|
3) |
|
|||
|
Д о к а з а т е л ь с т в о . |
теореме |
|
2.3.1 |
|
носитель |
||||||||||||||||||
/ — компактное |
подмножество |
|
|
Возьмем |
|
|
е = |
|
(/), |
|||||||||||||||
причем |
X х |
) = |
1 |
в окрестности носителя /. Тогда |
можно |
|||||||||||||||||||
( |
||||||||||||||||||||||||
написать |
F |
(у) |
= |
</ |
(х), |
X (х) У х у |
|
/ц |
(ху)>. |
|
|
|
|
|
||||||||||
В |
силу |
свойства |
|
|
|
|
|
|
|
Жуі, |
а функция |
|||||||||||||
III |
и. 5.2 |
/ — элемент |
|
|
||||||||||||||||||||
X (х) Y Х У J v - (ху) |
в |
силу |
свойства |
|
I |
и. |
|
С5.2 — элемент |
||||||||||||||||
Жу.. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
Следовательно, из свойства IV п. 5.2 вытекает су |
||||||||||||||||||||||
ществование положительной |
постоянной |
|
и |
|
неотрица |
|||||||||||||||||||
тельного целого числа г, таких, что |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
IF (у) К |
С |
шах |
sup |
|
| |
хт |
(аГ1П х)'с [Л, |
(х) x~v~'l*Yху1^(ху)}\^ |
||||||||||||||||
|
|
|
|
0 < т < г 0 < :t < °° |
v=ft0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
0 |
< f t < r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
С m, ft |
X |
|
\v / |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
< |
|
max sup I 2 |
it) [x™ ( x ^ Dx f ^ X |
(x)] x |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X [ ( x ^ D ^ x - v - ' ^ Y x y J ^ i x y ) ] .
Выражение xm(x~1D ^ ' ‘X (x) ограничено некоторой по стоянной Cm, h-v Кроме того, для любого неотрицатель ного целого числа ѵ справедливо тождество
(x-'D xf [ x - W V Y j -h Ш = ( - 1 ) '- ^ * '- , (6)
которое можно вывести из равенства (7) п. 5.1. Но посколь
ку !1 > —7г |
1 |
то выражение /ц.+ ѵ (z)/zlA+v ограничено на |
|
187
О < ; z < |
оо |
некоторой постоянной |
В ѵ. |
Поэтому |
|
||||||||||
|
|^ (г / )|< С max |
|
С |
ш, /і-ѵ5 ѵу!і+ѵ>+2. |
|
|
|||||||||
Отсюда |
|
|
|
|
|
0<0 пг<1- |
|
|
|
|
—1(5)І.%, т° |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
< f c < r |
|
|
|
|
|
|
|||
непосредственноЕсливытекает Шнеравенство' |
|||||||||||||||
Сформулируем теперь основную теорему этого пункта. |
|||||||||||||||
ное Т е о р е м а 5.6.3. |
|
/ е |
|
(/) |
и р > |
определен |
|||||||||
преобразование Ганкеля обобщенной функции |
/, |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
п. 5.5, |
|
|
|
|
|
|
|
|||
равенством |
|
|
является регулярной обобщенной |
||||||||||||
функцией в Жу..(4) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
Оно порождено гладкой функцией F (у), |
|||||||||||
заданной равенством |
(1). |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
Ж у’. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Заметим, |
что |
F |
(у) |
действительно порождает регуляр |
|||||||||||
ный элемент в |
|
|
в силу свойства V п. 5.2, теорем 5.6.1, |
||||||||||||
5.6.2 и условия р |
|
|
—Ѵ2. |
Доказательство теоремы |
5.6.3 |
||||||||||
основано |
на |
двух леммах. |
|
|
|
|
элемент |
Жу., |
|||||||
Л е м м а |
5.6.1. |
Если |
р !> —1/2 |
м Ф |
— |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
то функция
ОО
Фу (я) = |
§ |
Ф (у) У xyJ ^i xy) dy |
|
• |
У |
|
сю. |
сходится в ё (I) к нулю |
при Y |
Д о к а з а т е л ь с т в о . |
Дифференцируя |
под |
зна |
||||||
ком интеграла и используя (6), мы получаем |
|
|
|
||||||
{ x - 'D fx ^ - 'Ң у (я) = ( - |
|
СО |
Ф (у) yV*4Mk |
J |
|
|
(7) |
||
1Д [ |
|
|
dy. |
||||||
Эти дифференцирования под знаком интеграла оправ |
|||||||||
даны в силу ограниченности /ц+ь (г) / г'14* и, |
следователь |
||||||||
но, равномерной сходимости на |
0 < я < ° о |
интеграла в |
|||||||
формуле (7) |
при любом |
к; |
таким образом, (7) стремится к |
||||||
нулю равномерно на 0 < я |
< С оо |
при У |
о о . |
Но |
|
||||
1D)kx~V~'/ityY |
Кфу (г) |
|
|
|
|
(8) |
|||
(я X -ѵ-Ч» |
Фу(я() = |
D |
фу (X) |
||||||
= |
х ) |
|
|
|
|
||||
+ bfr, |
|
,.2/С-І |
. . . + |
|
|
|
|
где bh0, . . ., bhh — постоянные. Из индукции по к выте кает заключение, что для любого к функция D ktyy (х) сходится равномерно к нулю на любом компактном под множестве 0 <<я < ; оо при У ->• оо.
188
и YЛ е м м а 5.6.2. |
Если |
р, —V |
21 |
Ф G= |
f |
£= |
$ ' |
СО |
|||
|
( |
|
|
|
|||||||
у |
— |
фиксированное |
|
|
|
|
|
|
то |
||
|
|
конечное) положительное число, |
|||||||||
5Ф (У) </ (*), V*yJv-{xy)> dV = |
|
|
|
|
|
|
|||||
О |
|
|
|
= |
Y |
|
|
и- (xy)dy). |
(9) |
||
|
|
|
|
</ (*). 5 Ф |
|
||||||
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
Д о к а з а т е л ь с т в о . Для доказательства аппрок симируем интеграл по у суммами Римана. Разобьем ин тервал 0 <г/ < У на т подынтервалов, длина которых равна (Ду)т, и пусть утѵ — какая-нибудь точка ѵ-го
подынтервала. Так как Ф (у) и </ (х), YХУ Jv- (ХУ)> — гладкие ограниченные на 0 < у < ; Y функции (см. лемму 5.2.1 и теорему 5.6.2), то для любого заданного е )> О мы можем найти такое число М , что для всех т ]> М сумма
771 |
(.f (x)i Y х Утч J |
{х Утч)У |
(Ду)т |
(Ю) |
2 Ф (Утѵ) |
Н- |
|
||
ѵ=1 |
|
|
|
|
отличается от левой части (9) меньше чем на е. Кроме того» выражение (9) равно
|
|
|
|
</ (х), |
со) |
|
|
|
|
|
(х Ут.) (АУ)т >. |
|
(И) |
|||||
|
|
|
|
2 Ф (Утѵ) V х Утч h |
|
|||||||||||||
При |
т - + |
|
|
Ѵ=0 |
|
|
|
|
|
|
|
сходится |
в |
& |
(/) |
|||
|
|
оо основная функция в (11) |
|
|||||||||||||||
к основной |
функции, |
стоящей |
в правой части равенства |
|||||||||||||||
(9). |
Действительно, |
D^YХУ Jv- |
ХУ) |
— непрерывная функ |
||||||||||||||
|
|
|
х |
( |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
у) |
в области Q = |
{(ж, |
у): |
|||||
ция двумерной переменной ( , |
|
|
||||||||||||||||
X |
е= |
К , |
О |
|
у |
К }, |
|
где |
К |
— любое компактное подмно |
||||||||
жество |
0 |
|
|
<С.°°. Поэтому допустимо дифференциро |
||||||||||||||
ваниеупод знаком интеграла:у |
|
|
|
|
|
|
(12) |
|||||||||||
|
D X \ |
Ф (У) |
Y |
x y J » (Х У) d y= |
$ Ф (у) Т>х Y |
Х У J v- (Х У) d y- |
||||||||||||
|
|
о ] |
|
|
сумма |
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Кроме того, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
оо |
® (і/тпѵ) |
[ D x |
Y х Утпч |
|
{ху771V |
|
У)т |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
)1(А |
|
|
|
|
ѵ= 1
189