ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.10.2024
Просмотров: 138
Скачиваний: 0
СЛУЧАЙНЫЕ ТОЧЕЧНЫЕ МАССЫ НА ОКРУЖНОСТИ |
178 |
сходится п. н. в L 2 (гл. I I I , теорема 2, стр. 48). |
Кроме |
того, он сходится п. н. для любого заданного t, следо
вательно, |
он сходится п. н. почти |
всюду. |
Формально |
|||||||
ряд (20) есть свертка ряда (2) и |
функции |
ср. Мы |
вер |
|||||||
немся к этому соображению в п. 7. |
|
|
|
|
|
|||||
Рассмотрим |
случай, |
когда |
ср |
|
является |
ядром |
||||
Пуассона: |
|
оо |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P r W = l |
+ |
2 £ r " cos nt - |
, _ 2 ' , 7 0 |
; ; |
+ |
r , |
(0 < |
г < |
1). |
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
Имеем Pr* |
Pr' = |
Pn', т. е. |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
J |
Pr{t-s)Pr' |
(s)ds |
= |
P„,(t), |
|
|
и неравенство Шварца дает
II Prr> L^IIPrlbllPr'Ib .
Поскольку ряд
|
|
|
%e,miPr(t-B,) |
|
|
|
|
(21) |
||
сходится |
п. н. в L 2 , то |
ряд |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
0 0 |
|
|
|
|
|
|
|
сходится |
п. н. равномерно |
относительно |
t |
и |
г', |
если |
||||
г ' ^ Г д < |
1. |
Заменяя |
гг' |
на |
г, мы |
видим, |
что |
ряд (21) |
||
сходится |
п. |
н. равномерно относительно t |
и г |
при |
усло |
|||||
вии, что г ^ |
г0 < 1. Его сумму мы обозначим через и (re") |
|||||||||
и назовем ее преобразованием |
Пуассона ряда |
(2). Заме |
||||||||
няя Pr(t) |
на |
P(reli), |
имеем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 0 |
|
|
|
|
|
|
|
i |
и(г) |
= |
^&,т,Р{ге~^1), |
|
|
|
|
||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
причем ряд |
сходится п. н. равномерно на каждом |
ком |
||||||||
пактном |
подмножестве |
открытого |
круга |
| z | < l . |
По |
|||||
скольку |
функция Р (г) является гармонической |
в круге |
||||||||
| z | < 1 |
(напомним, что она является действительной |
|||||||||
частью |
некоторой |
аналитической |
функции, |
а |
именно |
174 |
ГЛАВА X |
функции t |
j , а пространство гармонических фун |
на открытом множестве замкнуто относительно операции равномерного предельного перехода на каждом ком пактном подмножестве, то и (z) — случайная гармони ческая функция на круге | z | < 1.
Определяющей функцией ') назовем всякую положи тельную возрастающую и неограниченную функцию на
полупрямой |
[0, оо). Если |
задана |
определяющая функ |
|||
ция х, то через hx |
будем |
обозначать класс функций |
g, |
|||
гармонических в круге | z |
| < 1 и таких, |
что |
|
|||
|
\x(\g{re")\)dt |
= 0(l) |
(г f |
1). |
|
|
Если %(х) = |
хр (р > |
0), то вместо hx |
мы будем писать |
hp. |
Функция принадлежит классу А1 тогда и только тогда, когда она является преобразованием Пуассона неко
торой |
меры |
[Зигмунд [2], |
стр. |
242). |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
0 0 |
|
|
Следовательно, |
u(z)^h[ |
|
|
п. н., если 2 |
trij < |
°°, и |
|||
|
|
|
оо |
|
|
|
|
|
|
и(г)фп1 |
п. |
н., если 2 я * / = |
оо. |
Докажем |
следующее |
||||
предложение. |
|
|
|
|
|
|
|
||
П р е д л о ж е н и е |
1. Если |
задана |
определяющая |
функ |
|||||
ция %, такая, |
что %{х) = о(х) |
(х-юо), |
то найдется |
такая |
|||||
|
|
|
|
|
оо |
|
|
|
|
последовательность |
Ш/, что |
2 ' " / = |
°°. a u{z)^hxn. |
н. |
|||||
Д о к а з а т е л ь с т в о . |
Заменяя |
функцию |
% ее |
вогну |
той огибающей, мы можем предположить, что % полу
аддитивна (т. е. %{х-\-у)^%(х) |
+ |
%(у) для |
всех |
х>0, |
|||
у > 0). Кроме |
того, |
прибавление |
константы к %{х) |
не |
|||
изменяет класса hx; |
поэтому можно считать, |
что х(0) |
= |
||||
= lim % (х) = 0. |
|
|
|
|
|
|
|
Наш первый |
шаг состоит в доказательстве того, что |
||||||
|
Ит |
U(Pr(t))dt |
= |
0. |
|
|
|
|
r->I J |
|
|
|
|
|
') В оригинале test function. — Прим- |
перев.' |
|
СЛУЧАЙНЫЕ ТОЧЕЧНЫЕ МАССЫ НА ОКРУЖНОСТИ |
175 |
||||||
Это |
следует из оценок |
|
|
|
|
|
||
|
\t\<a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
J |
X(Pr(t))dt<2nX(Pr(a)), |
|
|
|||
|
a<.|<| <я |
|
|
|
|
|
|
|
если выбрать a = [~\~~%(J~T)) |
^' |
Первый |
интеграл |
|||||
стремится к нулю в силу того, |
что %{х) = о(х), а |
вто |
||||||
р о й — в силу того, что lim-г-^— = |
оо. |
|
|
|||||
|
|
|
г->1 1 ~ |
г |
|
|
|
к О |
Пусть г (г) — убывающая функция, стремящаяся |
||||||||
при |
г —.> 1 и такая, что |
|
|
|
|
|
||
|
|
\х(РгЩ |
Л < в ( г ) . |
|
|
|||
Для заданного |
натурального |
v положим |
|
|
||||
|
|
|
со |
|
|
|
|
|
|
|
" v r = |
2 ъ,т,Рг |
(t — 9/). |
|
|
||
|
|
|
/=2V+I |
|
|
|
|
|
Так |
как функция % полуаддитивна, то |
|
|
|||||
|
/ х ( 1 " ( г е " ) 1 ) Л < в ( г ) 2 т / |
+ |
j x(\uvr(t) |
\)dt. |
|
|||
Выберем а и Ь так, что %(х)^а-\- |
|
Ьх. Тогда |
|
|
||||
- ^ г |
{ х ( 1 М 0 |
\)dtKa |
+ -^ |
|
j\uvr(t)\dt^ |
|
|
|
|
^ |
a + b |
Ы г 1 1 и |
" ( 0 I2 |
d*)"* = a + |
b|| « v r lb. |
Наш второй шаг заключается в построении последова тельности rv , стремящейся к 1 и такой, что ||"vrv ||2 стре мится к 0 почти наверное. При этом будет удобно наложить условие
т , < | |
( / = 1 , 2 , . . . ) . |
176 ГЛАВА X
Тогда
со
^ ( l l " v r l | ) = l | P r l | |
2 |
m 2 < - f - = 7 ' |
|
|
|||||
поэтому |
|
|
|
|
/=2V+1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Если определить |
возрастающую |
последовательность |
rv , |
||||||
стремящуюся к |
1 так, |
что |
lim2V / 2 (1 — r v ) = |
с», то |
из |
||||
|
|
|
|
|
V - > со |
|
|
|
|
леммы Бореля — Кантелли |
получим |
|
|
|
|||||
|
|"vr v | 2 |
= |
o(l) |
п. н. |
|
|
|
||
Наконец, определим |
последовательность |
ntj |
так, |
что |
|||||
|
2 V |
|
|
|
|
|
|
|
|
e(/"v-i) S |
wt/ = |
o(l) |
(v-*oo); |
|
|
||||
оо |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2m/ = |
°°' |
m / |
< |
- |
|
( i = l , 2, |
. . . ) . |
|
|
/=1
(Например, можно взять последовательность Sv , стре
мящуюся |
к с» так, что |
S v + 1 — S v < 1/2 и e(r v _ |)5 v = o(l), |
||||||
а затем положить /пу = |
2 - v ( S v + i — 5V ) при 2V |
< / ^ |
2 V + I . ) |
|||||
|
Считая |
r v _ , < > < r v , |
имеем |
e(r)^e(r v _ ,) |
и | | u v r | | 2 ^ |
|||
^ |
I «v / -v |
jjg (так как среднее квадратическое |
гармонической |
|||||
функции |
по |
концентрическим |
окружностям |
есть |
возра |
|||
стающая |
функция радиуса). Поэтому |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
v |
|
|
|
Jx(l« |
\)dt<B |
(rv _,) 2 m/ + a + fr| wv ,v |
^ |
/=i
и второй член ограничен п. н. при v - > оо. Этим заканчи вается доказательство предложения 1.
6. Теорема о сопряженных гармонических функциях
Две функции g и | , гармонические в круге | z | < 1, называются сопряженными, если функция g - j - ig или g — ig является аналитической. Некоторые результаты
СЛУЧАЙНЫЕ ТОЧЕЧНЫЕ МАССЫ НА ОКРУЖНОСТИ |
177 |
о сопряженных гармонических функциях в единичном круге можно найти в книге Зигмунда [2], гл. V I I . Мы отберем из них несколько результатов.
Т е о р е м а М . Р и с е а. Если |
g <= h", р > I , то |
g^hp. |
||
Т е о р е м а К о л м о г о р о в а . |
Если |
g <= /г1, то |
g^hp |
|
для всех |
р < 1. |
|
|
|
Т е о р е м а Н е в а н л и н н ы . |
Если |
f—аналитическая |
||
функция |
в круге | z | < 1 и J" log+ 1 / (re11) |
\ dt = О (1) |
(г f 1), |
то предел |
lim f(relt) |
существует |
и отличен |
от нуля |
почти всех |
г-и |
|
e £ ( 2 ) + f £ ( z ) ) , |
если |
t. В частности, (f(z) = |
||||
то предел |
lim g(relt) |
существует |
для почти |
всех t. |
г-»0
для g^h1,
В теоремах Колмогорова и Неванлинны (частный случай) предполагается, что g е А1, и делается заклю чение относительно g. Можно поставить вопрос, влечет ли
несколько более слабое предположение g^hx |
|
те |
же |
||||||||||
самые или несколько более слабые заключения |
относи |
||||||||||||
тельно g. |
Следующая |
теорема, |
принадлежащая |
Пэли |
|||||||||
и Зигмунду |
[2], |
дает |
отрицательный |
ответ |
на |
этот |
|||||||
вопрос. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т е о р е м а |
4. |
Если |
определяющая |
функция |
% удо |
||||||||
влетворяет |
условию |
|
%(х) = |
о(х) |
(л:->оо), то |
существует |
|||||||
такая |
функция |
g е |
hv |
что g не принадлежит |
ни |
к |
ка |
||||||
кому |
классу |
Ли, и, |
кроме |
того, lim | g (relt) |
| = |
оо |
для |
||||||
почти |
всех |
t. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Первое утверждение в этом направлении принадлежит Литтлвуду. Он положил
• ёМ + Ш(г) = % - А ъ
для некоторой быстро растущей последовательности целых чисел %п й доказал, что g^hp (р < I) и lim | g(reu) | = оо почти всюду. Следовательно, на осно-
вании теоремы Неванлинны §фпр (р> 0). Метод Пэли