Файл: Кахан, Ж. -П. Случайные функциональные ряды.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.10.2024

Просмотров: 107

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СЛУЧАЙНЫЕ РЯДЫ ТЕЙЛОРА

67

6. Случайные ряды Дирихле

Теоремы 1 и 2 можно обобщить, рассматривая вместо рядов Тейлора ряды Дирихле

 

 

 

 

 

2 V

V .

 

 

 

 

 

 

(14)

Разъясним

коротко

ситуацию.

Здесь Я0, А,

 

— воз­

растающая

последовательность

положительных

чисел,

Хп — снова

независимые

комплексные случайные

вели­

чины, a

s =

а +

it — комплексные

числа.

 

 

 

 

 

Пусть

ас(со) — точная

нижняя

грань

таких

действи-

 

 

 

 

 

 

 

оо

 

 

 

 

 

 

 

 

тельных

чисел а, что

ряд

2

Хп

(со) е~Хп<3

сходится.

Хо-

 

 

 

 

 

 

 

л =0

 

 

 

 

 

 

 

рошо

известно,

что ряд (14) сходится при

ст>ас(со)

и

расходится

при сх<а<.(со). Согласно закону

нуля

и еди­

ницы, сг^со)

п. н. постоянно,

т. е.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ас{в>) — ас

п.

 

н.

 

 

 

 

 

при

некотором

ас ( — с х з ^ д с

^ о о ) . Мы

предполагаем,

что оо <

ас <

оо.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Имеются только две возможности. Либо прямая схо­

димости

а = ас

п. н.

является

естественной

границей

для функции F{s), определяемой рядом (14), либо суще­

ствует открытый

 

круг D с центром с на прямой

а =

ас,

в

который

F

п. н.

 

продолжима.

Пусть

s0 =

а0-{-

it0

точка круга

D,

причем ст0

<

ос.

Если

е >

0

достаточно

мало, то тейлоровское разложение функции F около

точки с +

е

п. н.

сходится

в точке s„. Следовательно,

ряд (14)

в

точке

s = s0

п. н.

S-суммируем. некоторой

матрицей.суммирования (см. стр. 43—44, упр. 13 гл. II) .

Если

Хп

симметричны,

то второй

случай

 

приводит

к противоречию

после

применения теоремы

1 главы

I I

(см. стр.

26). В

общем

случае

можно

рассуждать

как

при доказательстве теоремы 2. В результате получаем теорему: •

Т е о р е м а

4. Если

величины. Хп

симметричны, то

прямая

а = ас

является

естественной

границей. В общем

случае,

либо

прямая

<з=*ае является

естественной

8*

 

 

 

 

 


68

ГЛАВА IV

границей, либо существует такой обычный ряд Дирихле

оо

2

o.n&~%nS

с

той же

прямой

сходимости и число а'

л=0

 

о' <

 

строго меньшее ас, что случайный

ряд

(—

оо

cr,.),

со

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

п

— ап) e~^nS

п. н. сходится

при о>

о' и его

нельзя

га=0

 

ни в какую

более

широкую

область.

 

продолжить

 

7.Дополнения и упражнения

1.Выпуклое открытое множество Л на плоскости R2

назовем

^-множеством,

если

(|{, Щ с= Д при

%\ >

 

^ > Е2 и

(£i> У е

А- Определим

Ф-множество

в С 2 как

прообраз "^-множества при отображении

 

 

 

 

 

(z„

Z a ) - * ( — log

I z,

I , — l o g | 2 2 | ) .

 

 

 

Докажите, что область

сходимости

ряда

(10)

является

^-множеством, а любое '(Р-множество является

областью

сходимости некоторого ряда вида (10).

 

 

 

 

 

(Положите

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рщ. п. к - {(Si. У'- «Si +

™.\2 -

log п,т\>(п

 

+ т) X}

 

 

A b . v =

П

^ m . » . X .

 

Д =

U

 

4 l r

 

 

 

 

(п, m):n+m>v

 

 

 

v, Я.>0

 

 

 

 

Докажите, что А является

'й'-множеством

и что

любое

•^-множество получается

таким

путем.

Сравните

Д

с наибольшим

открытым множеством в R2, где

 

 

 

со

оо

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2 п,т\е-^+^

 

 

< о о . )

 

 

 

2. Если D является ^-множеством

и функция f (zu

z2)

голоморфна в

D, то f(zl,z2)

 

имеет

разложение (10),

которое

сходится в D.

 

 

 

докажите, что f(zu

z2)

(Используя

формулу

Коши,

имеет разложение (10) в поликруге

{(zu

z?): | гх

| < | ^ |,

I z a K l b D при

(£„£2 )6=Д.)

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Если D0 и D, суть "^-множества, то в общем

случае

существует "сР-множество D,

которое

строго


 

 

СЛУЧАЙНЫЕ РЯДЫ ТЕЙЛОРА

69

шире

A J | J £ > I

И таково, что

любая

функция

f(zhz2),

которая голоморфна в D0\jDlt

голоморфна и в D. Что

представляет

собой исключительный

случай?

 

(Используйте упр. 1 и 2.)

 

 

 

4.

Дан ряд

 

 

 

 

 

 

2

2

 

 

(15)

 

 

л=0

т = 0

 

 

 

где Хт>п независимые случайные величины. Докажите, что существует такое "^-множество D, что область схо­ димости ряда (15) п. н. совпадает с D.

(Зафиксируйте z2 на рациональном значении и рас­ смотрите ряд (15) как случайный ряд относительно г{.)

5.Пусть величины ХПъП1 в (15) симметричны; дока­ жите аналог теоремы 1.

6.Сформулируйте и докажите аналог теоремы 2 для ряда (15).

 

7.

Сформулируйте и докажите аналоги теорем

1 и 2

 

 

 

 

со

 

 

 

 

 

для ряда

Лорана

2

Xnz"'.

 

 

 

 

 

8.

 

 

П=—

оо

 

 

 

 

 

Сформулируйте

и докажите аналог теоремы 4

для

аналитических

почти

периодических

функций

оо

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

* « e - V (K+i >

К).

 

 

 

 

 

— оо

9. Пусть заданы последовательность целых

функ­

 

ций т переменных fu

f2, ...,

fn, . . . и непустое откры­

тое

 

множество

G в

С ш .

Предположим,

что

ряд

со

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 fn(zi>

•••> zm)

сходится равномерно

на всяком ком-

п =

I

 

 

 

 

оо

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пактном

подмножестве из G,

а ряд 2

lfn(z i>

•••> zm) F

расходится вне G. Докажите, что G почти наверное является областью голоморфности случайной функции

со

2 вп{п{

zm), где е„ — последовательность Раде-

п=1

 

махера.


70

ГЛАВА IV

(Доказательство то же самое, что и для теоремы 4.)

10.Пусть дана произвольная последовательность

целых функций т

переменных g{, g2

gn,

и

пусть Я —ядро подмножества из

С \

заданного

нера­

венством s u p | g „ ( z

, z m ) | ^ l .

Предположим,

что

п

каждая функция gn встречается в последовательности бесконечное множество раз. Докажите, что существует такая последовательность целых чисел р,, р2 , . . . , р п , ..., что Я п. н. является областью голоморфности случай-

 

 

со

 

 

 

 

 

 

 

 

ной функции

2 engPnn{zi>

zm)> г

д е

е п — последова-

тельность

Радемахера.

 

 

 

 

 

 

(Используйте

упр. 9.)

 

 

 

 

 

 

11. Открытое

подмножество

Я

из

С ш

называется

полиномиально

выпуклым,

если для любой точки (а( , . . .

ат),

заданной

вне Я,

найдется

полином

P{zu . . .

. . . , zm ),

такой,

что

| Р | <

1 на Я

и | Р (а„

. . . .

ат) \ > 1.

Докажите, что полиномиально выпуклое открытое мно­

жество является

областью голоморфности (Картан —

Туллен).

 

(Используйте

упр. 10 и рассмотрите полиномы

с рациональными

коэффициентами.)