Пробел Харди

редактировать

В комплексном анализе Пространства Харди (или классы Харди ) H - некоторые пространства голоморфных функций на единичном диске или верхней полуплоскости. Они были представлены Фриджесом Риссом (Riesz 1923), который назвал их в честь Г. Х. Харди, из-за статьи (Харди 1915). В реальном анализе пространства Харди - это определенные пространства распределений на вещественной прямой, которые являются (в смысле распределений) граничными значениями голоморфных функций сложные пространства Харди и связаны с пространствами L из функционального анализа. Для 1 ≤ p ≤ ∞ эти вещественные пространства Харди H являются некоторыми подмножествами в L, а для p < 1 the L spaces have some undesirable properties, and the Hardy spaces are much better behaved.

существуют также многомерные обобщения, состоящие из определенных голоморфных функций на трубчатых областях в сложном случае или определенные пространства распределений на R в реальном случае.

Пространства Харди имеют ряд приложений в математическом анализе, а также в теории управления (например, H-методы ) и в теория рассеяния.

Содержание

1 Пространства Харди для единичного диска
2 Пространства Харди на единичной окружности
- 2.1 Связь с реальными пространствами Харди на окружности
3 Факторизация на внутреннее и внешнее функции (Beurling)
4 Техника вещественных переменных на единичной окружности
- 4.1 Сопряженная функция
- 4.2 Действительные пространства Харди для 0 < p < 1
5 Пространства Харди для верхней полуплоскости
6 Действительных пространств Харди для R
- 6.1 Атомарная декомпозиция
7 Мартингейл H
- 7.1 Пример: dyadic martingale-H
8 Примечания
9 Ссылки

Пространства Харди для единичного диска

Для пространств голоморфные функции на открытом единичном круге, пространство Харди H состоит из функций f, среднеквадратичное значение которых на окружности радиуса r остается ограниченным при r → 1 снизу.

В более общем смысле, пространство Харди H для 0 < p < ∞ is the class of holomorphic functions f on the open unit disk satisfying

sup 0 ≤ r < 1 ( 1 2 π ∫ 0 2 π | f ( r e i θ) | p d θ) 1 p < ∞. {\displaystyle \sup _{0\leq r<1}\left({\frac {1}{2\pi }}\int _{0}^{2\pi }\left|f\left(re^{i\theta }\right)\right|^{p}\;\mathrm {d} \theta \right)^{\frac {1}{p}}<\infty.}

{\ displaystyle \ sup _ {0 \ leq r <1} \ left ({\ frac {1} {2 \ pi}} \ int _ {0} ^ {2 \ pi} \ left | f \ left (re ^ {i \ theta} \ right) \ right | ^ {p} \; \ mathrm {d} \ theta \ right) ^ {\ frac {1} {p}} <\ infty.}

Этот класс H является векторным пространством. Число в левой части приведенного выше неравенства - это p-норма пространства Харди для f, обозначаемая $‖ f ‖ H p. {\ displaystyle \ | f \ | _ {H ^ {p}}.}$ $\ | f \ | _ {H ^ p}.$ Это норма, когда p ≥ 1, но не когда 0 < p < 1.

Пространство H определяется как векторное пространство ограниченных голоморфных функций на круге с нормой

‖ f ‖ H ∞ = sup | z | < 1 | f ( z) |. {\displaystyle \|f\|_{H^{\infty }}=\sup _{|z|<1}\left|f(z)\right|.}

\ | f \ | _ {H ^ \ infty} = \ sup_ {| z | <1} \ left | f (z) \ right |.

Для 0 < p ≤ q ≤ ∞, the class H is a подмножество из H, и H-норма увеличивается с p (это следствие неравенства Гёльдера, что L-норма увеличивается для вероятности измеряет, т.е. измеряет с общей массой 1).

Пространства Харди на единичной окружности

Пространства Харди, определенные в предыдущем разделе, также можно рассматривать как определенные замкнутые векторные подпространства комплексного L пробелов на единичной окружности. Эта связь обеспечивается следующей теоремой (Кацнельсон 1976, теорема 3.8): для заданного f ∈ H при p ≥ 0 радиальный предел

f ~ (ei θ) = lim r → 1 f (Рей θ) {\ Displaystyle {\ тильда {f}} \ влево (е ^ {я \ theta} \ right) = \ lim _ {r \ to 1} f \ left (re ^ {i \ theta} \ right)}

\ tilde f \ left (e ^ {i \ theta} \ right) = \ lim_ {r \ to 1} f \ left (re ^ {i \ theta} \ right)

существует почти для любого θ. Функция $f ~ {\ displaystyle {\ tilde {f}}}$ ${\ tilde {f}}$ принадлежит пространству L для единичной окружности, и у одного есть это

‖ f ~ ‖ L p = ‖ f ‖ H p. {\ displaystyle \ | {\ tilde {f}} \ | _ {L ^ {p}} = \ | f \ | _ {H ^ {p}}.}

\ | \ тильда f \ | _ {L ^ p} = \ | f \ | _ {H ^ p}.

Обозначение единичной окружности T, а через H (T ) векторное подпространство L (T ), состоящее из всех предельных функций $f ~ {\ displaystyle {\ tilde {f}} }$ ${\ tilde {f}}$ , когда f изменяется в H, тогда для p ≥ 1 имеем (Katznelson 1976)

g ∈ H p (T) тогда и только тогда, когда g ∈ L p (T) и g ^ (n) = 0 для всех n < 0, {\displaystyle g\in H^{p}\left(\mathbf {T} \right){\text{ if and only if }}g\in L^{p}\left(\mathbf {T} \right){\text{ and }}{\hat {g}}(n)=0{\text{ for all }}n<0,}

g \ in H ^ p \ left (\ mathbf {T} \ right) \ text {тогда и только тогда, когда} g \ in L ^ p \ left (\ mathbf {T} \ right) \ text {и} \ hat {g} (n) = 0 \ text {для всех} n <0,

, где ĝ (n) - коэффициенты Фурье функции g, интегрируемой на единичной окружности,

∀ n ∈ Z, g ^ (N) знак равно 1 2 π ∫ 0 2 π g (ei ϕ) е - в ϕ d ϕ, {\ displaystyle \ forall n \ in \ mathbf {Z}, \ \ \ {\ hat {g}} (п) = {\ frac {1} {2 \ pi}} \ int _ {0} ^ {2 \ pi} g \ left (e ^ {i \ phi} \ right) e ^ {- in \ phi} \, \ mathrm {d} \ phi.}

\ forall n \ in \ mathbf {Z}, \ \ \ \ hat {g} (n) = \ frac {1} {2 \ pi} \ int_0 ^ { 2 \ pi} g \ left (e ^ {i \ phi} \ right) e ^ {- in \ phi} \, \ mathrm {d} \ phi.

Пространство H (T ) является замкнутым подпространством L (T ). Поскольку L (T ) - это банахово пространство (для 1 ≤ p ≤ ∞), то же самое и H (T ).

Сказанное выше можно изменить. Для функции $е ~ {\ Displaystyle {\ тильда {f}}}$ ${\ tilde {f}}$ ∈ L (T ), остроумие hp ≥ 1, можно восстановить (гармоническую ) функцию f на единичном круге с помощью ядра Пуассона Pr:

f (rei θ) = 1 2 π ∫ 0 2 π P r (θ - ϕ) f ~ (ei ϕ) d ϕ, r < 1, {\displaystyle f\left(re^{i\theta }\right)={\frac {1}{2\pi }}\int _{0}^{2\pi }P_{r}(\theta -\phi){\tilde {f}}\left(e^{i\phi }\right)\,\mathrm {d} \phi,\quad r<1,}

f \ left (re ^ {i \ theta} \ right) = \ frac {1} {2 \ pi} \ int_0 ^ {2 \ pi } P_r (\ theta- \ phi) \ тильда f \ left (e ^ {i \ phi} \ right) \, \ mathrm {d} \ phi, \ quad r <1, ​​

и f принадлежит H именно тогда, когда $f ~ {\ displaystyle {\ tilde {f}}}$ ${\ tilde {f}}$ находится в H (Т ). Предположим, что $f ~ {\ displaystyle {\ tilde {f}}}$ ${\ tilde {f}}$ находится в H (T ), т.е. что $f ~ {\ displaystyle {\ tilde {f}}}$ ${\ tilde {f}}$ имеет коэффициенты Фурье (a n)n∈Zс n = 0 для каждого n <0, затем элемент f пространства Харди H, связанный с $f ~ {\ displaystyle {\ tilde {f}}}$ ${\ tilde {f}}$ - голоморфная функция

f (z) = ∑ n = 0 ∞ anzn, | z | < 1. {\displaystyle f(z)=\sum _{n=0}^{\infty }a_{n}z^{n},\ \ \ |z|<1.}

f (z) = \ sum_ {n = 0} ^ \ infty a_n z ^ n, \ \ \ | z | <1.

В приложениях эти функции с исчезающие отрицательные коэффициенты Фурье обычно интерпретируются как причинно-следственные решения. Таким образом, пространство H естественным образом находится внутри пространства L и представлено бесконечными последовательностями, индексированными N ; тогда как L состоит из би-бесконечных последовательностей, индексированных Z.

Соединение с реальными пространствами Харди на окружности

Когда 1 ≤ p < ∞, the real Hardy spaces H discussed further down in this article are easy to describe in the present context. A real function f on the unit circle belongs to the real Hardy space H(T ) если это действительная часть функции в H (T ), а комплексная функция f принадлежит реальному пространству Харди тогда и только тогда, когда Re (f) и Im (f) принадлежат пространству (см. раздел о реальные пространства Харди ниже). Таким образом, для 1 ≤ p < ∞, the real Hardy space contains the Hardy space, but is much bigger, since no relationship is imposed between the real and imaginary part of the function.

Для 0 < p < 1, such tools as Fourier coefficients, Poisson integral, conjugate function, are no longer valid. For example, consider the function

F (z) = 1 + z 1 - z, | z | < 1. {\displaystyle F(z)={\frac {1+z}{1-z}},\quad |z|<1.}

{\ Displaystyle F (z) = {\ frac {1 + z} {1-z}}, \ quad | z | <1.}

Тогда F находится в H для любого 0 < p < 1, and the radial limit

f (e i θ): = lim r → 1 F (r e i θ) = i cot ⁡ (θ 2). {\ Displaystyle F (е ^ {я \ theta}): = \ lim _ {r \ to 1} F (re ^ {i \ theta}) = я \, \ cot ({\ tfrac {\ theta} {2 }}).}

{\ displaystyle f (e ^ {i \ theta}): = \ lim _ {r \ to 1} F (re ^ {i \ theta}) = i \, \ cot ({\ tfrac {\ theta} {2}}).}

существует для ae θ и находится в H (T ), но Re (f) равно 0 почти всюду, поэтому восстановить F из Re (f) больше невозможно. Как следствие этого примера, можно увидеть, что для 0 < p < 1, one cannot characterize the real-H(T ) (определено ниже) простым способом, указанным выше, но необходимо использовать фактическое определение с использованием максимальных функций, которое приведено ниже где-то ниже.

Для той же функции F, пусть f r (e) = F (re). Предел, когда r → 1 для Re (f r), в смысле распределений на окружности, является ненулевым кратным распределению Дирака при z = 1. Распределение Дирака в точке единичной окружности принадлежит вещественному H (T ) для каждого p < 1 (see below).

Факторизация на внутренние и внешние функции (Beurling)

Для 0

факторизация Берлинга » позволяет полностью охарактеризовать пространство Харди с помощью пространств внутренних и внешних функций.

Говорят, что G (z) является внешним (внешним) функция, если она принимает форму

G (z) = c exp ⁡ (1 2 π ∫ - π π ei θ + zei θ - z log (φ (ei θ)) d θ) {\ displaystyle G (z) = c \, \ exp \ left ({\ frac {1} {2 \ pi}} \ int _ {- \ pi} ^ {\ pi} {\ frac {e ^ {i \ theta} + z } {e ^ {i \ theta} -z}} \ log \! \ left (\ varphi \! \ left (e ^ {i \ theta} \ right) \ right) \, \ mathrm {d} \ theta \ right)}

G (z) = c \, \ exp \ left (\ frac {1} {2 \ pi} \ int_ { - \ pi} ^ {\ pi} \ frac {e ^ {i \ theta} + z} {e ^ {i \ theta} -z} \ log \! \ left (\ varphi \! \ left (e ^ { i \ theta} \ right) \ right) \, \ mathrm {d} \ theta \ right)

для некоторого комплексного числа c с | c | = 1, и некоторая положительная измеримая функция $φ {\ displaystyle \ varphi}$ $\ varphi$ на единичном круге, такая что $log ⁡ (φ) {\ displaystyle \ log (\ varphi)}$ $\ log (\ varphi)$ интегрируемо на окружности. В частности, когда $φ {\ displaystyle \ varphi}$ $\ varphi$ интегрируется на окружности, G находится в H, потому что приведенное выше принимает форму ядра Пуассона (Рудин 1987, Thm 17.16). Отсюда следует, что

lim r → 1 - | G (r e i θ) | знак равно φ (ei θ) {\ displaystyle \ lim _ {r \ to 1 ^ {-}} \ left | G \ left (re ^ {i \ theta} \ right) \ right | = \ varphi \ left (e ^ {i \ theta} \ right)}

\ lim_ {r \ to 1 ^ -} \ left | G \ left (re ^ {i \ theta} \ right) \ right | = \ varphi \ left (e ^ {i \ theta} \ right)

почти для любого θ.

Говорят, что h является внутренней (внутренней) функцией тогда и только тогда, когда | h | ≤ 1 на единичном диске и предел

lim r → 1 - h (rei θ) {\ displaystyle \ lim _ {r \ to 1 ^ {-}} h (re ^ {i \ theta})}

\ lim_ {r \ to 1 ^ -} h (re ^ {i \ theta})

существует для почти для всех θ, а его модуль равен 1 п.в. В частности, h находится в H. Внутренняя функция может быть дополнительно преобразована в форму, включающую произведение Бляшке.

Функция f, разложенная как f = Gh, находится в H тогда и только тогда, когда φ принадлежит L ( T ), где φ - положительная функция в представлении внешней функции G.

Пусть G - внешняя функция, представленная, как указано выше, из функции φ на окружности. При замене φ на φ, α>0 получается семейство (G α) внешних функций со свойствами:

G1= G, G α + β = G αGβи | G α | = | G | почти всюду на окружности.

Отсюда следует, что всякий раз, когда 0 < p, q, r < ∞ and 1/r = 1/p + 1/q, every function f in H can be expressed as the product of a function in H and a function in H. For example: every function in H is the product of two functions in H; every function in H, p < 1, can be expressed as product of several functions in some H, q>1.

Методы вещественных переменных на единичном круге

Методы вещественных переменных, в основном связанные с изучением реальных пространств Харди, определенных на R (см. Ниже), также являются используется в более простых рамках круга. Обычной практикой является разрешение сложных функций (или распределений) в этих «реальных» пространствах. В нижеследующем определении не делается различия между реальным и сложным случаем.

Пусть P r обозначает ядро Пуассона на единичной окружности T . Для распределения f на единичной окружности установите

(M f) (ei θ) = sup 0 < r < 1 | ( f ∗ P r) ( e i θ) |, {\displaystyle (Mf)(e^{i\theta })=\sup _{0

(M f) (e ^ {i \ theta}) = \ sup_ {0 <r <1} \ left | (f * P_r) \ left (e ^ {i \ theta} \ right) \ right |,

, где звездочка указывает свертку между распределением f и функцией e → P r ( θ) на окружности. А именно, (f ∗ P r) (e) является результатом действия f на C-функцию, заданную на единичной окружности как

e i φ → P r (θ - φ). {\ displaystyle e ^ {i \ varphi} \ rightarrow P_ {r} (\ theta - \ varphi).}

e ^ {i \ varphi} \ rightarrow P_r ( \ theta - \ varphi).

For 0 < p < ∞, the real Hardy space H(T ) состоит из таких распределений f, что M f находится в L ( Т ).

Функция F, определенная на единичном круге как F (re) = (f ∗ P r) (e), является гармонической, а M f является радиальной максимальной функцией F. Когда M f принадлежит L (T ) и p ≥ 1, распределение f "является" функцией в L (T ), а именно граничным значением F. Для p ≥ 1, реальное пространство Харди H (T ) является подмножеством L (T ).

Сопряженная функция

Каждому действительному тригонометрическому полиному u на единичной окружности ставится в соответствие действительный сопряженный многочлен v такой, что u + iv продолжается до голоморфной функции в единичном круге,

u (ei θ) = a 0 2 + ∑ k ≥ 1 ak cos ⁡ (k θ) + bk sin ⁡ (k θ) ⟶ v (ei θ) = ∑ k ≥ 1 ak sin ⁡ (k θ) - bk cos ⁡ (к θ). {\ Displaystyle и (е ^ {я \ theta}) = {\ гидроразрыва {a_ {0}} {2}} + \ sum _ {k \ geq 1} a_ {k} \ cos (k \ theta) + b_ {k} \ sin (k \ theta) \ longrightarrow v (e ^ {i \ theta}) = \ sum _ {k \ geq 1} a_ {k} \ sin (k \ theta) -b_ {k} \ cos (k \ theta).}

u (e ^ {i \ theta}) = \ frac {a_0} {2} + \ sum_ {k \ ge 1} a_k \ cos (k \ theta) + b_k \ sin (k \ theta) \ longrightarrow v (e ^ {i \ theta}) = \ sum_ {k \ ge 1} a_k \ sin (k \ theta) - b_k \ cos (k \ theta).

Это отображение u → v продолжается до ограниченного линейного оператора H на L (T ), когда 1 < p < ∞ (up to a scalar multiple, it is the преобразование Гильберта на единичной окружности), и H также отображает L (T ) в weak-L (T). Когда 1 ≤ p < ∞, the following are equivalent for a real valued integrable function f on the unit circle:

, функция f является действительной частью некоторой функции g ∈ H (T)
функция f и сопряженная с ней H (f) принадлежат L (T)
радиальная максимальная функция M f принадлежит L (T).

Когда 1 < p < ∞, H(f) belongs to L(T ), когда f ∈ L (T ), следовательно, реальное пространство Харди H (T ) в этом случае совпадает с L (T ). При p = 1 реальное пространство Харди H (T ) является собственным подпространством L (T ).

Случай p = ∞ был исключен из определения вещественных пространств Харди, потому что максимальная функция M f Функция L всегда ограничена, и поскольку нежелательно, чтобы real-H была равна L. Однако два следующих свойства эквивалентны для вещественнозначной функции f

функция f является действительной частью некоторой функции g ∈ H (T)
функция f и ее сопряженная H (f) принадлежат L (T).

Real Пробелы Харди для 0 < p < 1

Когда 0 < p < 1, a function F in H cannot be reconstructed from the real part of its boundary limit function on the circle, because of the lack of convexity of L in this case. Convexity fails but a kind of "complex convexity" remains, namely the fact that z → |z| is субгармоника для каждого q>0. Как следствие, если

F (z) = ∑ n = 0 + ∞ c n z n, | z | < 1 {\displaystyle F(z)=\sum _{n=0}^{+\infty }c_{n}z^{n},\quad |z|<1}

F (z) = \ sum_ {n = 0} ^ {+ \ infty} c_n z ^ n, \ quad | z | <1

находится в H, можно показать, что c n = O (n). Отсюда следует, что ряд Фурье

∑ n = 0 + ∞ cnein θ {\ displaystyle \ sum _ {n = 0} ^ {+ \ infty} c_ {n} e ^ {in \ theta}}

\ sum_ {n = 0} ^ {+ \ infty} c_n e ^ {in \ theta}

сходится в смысле распределений до распределения f на единичной окружности, и F (re) = (f ∗ P r) (θ). Функция F ∈ H может быть восстановлена из действительного распределения Re (f) на окружности, поскольку коэффициенты Тейлора c n функции F могут быть вычислены из коэффициентов Фурье функции Re (f).

Распределения на окружности достаточно общие для работы с пространствами Харди, когда p < 1. Distributions that are not functions do occur, as is seen with functions F(z) = (1−z) (for |z| < 1), that belong to H when 0 < N p < 1 (and N an integer ≥ 1).

Реальное распределение на окружности принадлежит real-H (T ), если это граница значение действительной части некоторого F ∈ H. Распределение Дирака δ x в любой точке x единичной окружности принадлежит вещественному H (T ) для любого p < 1; derivatives δ′x принадлежат, когда p < 1/2, second derivatives δ′′x, когда p < 1/3, and so on.

Пространства Харди для верхней полуплоскости

Можно определить пространства Харди в других областях, кроме диска, и во многих приложения Используются пространства Харди на комплексной полуплоскости (обычно в правой полуплоскости или верхней полуплоскости).

Пространство Харди H (H ) на верхней полуплоскости Hопределяется как пространство голоморфных функций f на H с ограниченная (квази) норма, задаваемая формулой

‖ f ‖ H p = sup y>0 (∫ | f (x + iy) | pdx) 1 p. {\ Displaystyle \ | е \ | _ {H ^ {p}} = \ sup _ {y>0} \ left (\ int | f (x + iy) | ^ {p} \, \ mathrm {d} x \ right) ^ {\ frac {1} {p}}.}

\|f\|_{H^p} = \sup_{y>0} \ left (\ int | f (x + iy) | ^ p \, \ mathrm {d} x \ right) ^ {\ frac {1} {p}}.

Соответствующий H (H ) определяется как функции с ограниченной нормой с нормой, заданной как

‖ f ‖ H ∞ = sup z ∈ H | f (z) |. {\ displaystyle \ | f \ | _ {H ^ {\ infty}} = \ sup _ {z \ in \ mathbf {H}} | f (z) |.}

\ | f \ | _ {H ^ \ infty} = \ sup_ {z \ in \ mathbf {H}} | f (z) |.

Хотя единичный диск Dи верхняя полуплоскость H могут быть отображены друг в друга с помощью преобразований Мёбиуса, они не взаимозаменяемы в качестве областей для пространств Харди. Этому различию способствует факт что единичная окружность имеет конечную (одномерную) меру Лебега, а вещественная прямая - нет. Однако для H справедлива следующая теорема: если m: D→ Hозначает преобразование Мёбиуса

m (z) знак равно я ⋅ 1 + z 1 - z. {\ displaystyle m (z) = i \ cdot {\ frac {1 + z} {1-z}}.}

{\ displaystyle m (z) = i \ cdot {\ frac {1 + z} {1-z}}.}

Тогда линейный оператор M: H (H ) → H (D ), определенный как

(M f) (z): = π 1 - zf (m (z)). {\ displaystyle (Mf) (z): = {\ frac {\ sqrt {\ pi}} {1-z}} f (m (z)).}

{\ displaystyle (Mf) (z): = {\ frac {\ sqrt {\ pi}} {1-z}} f (m (z)).}

- это изометрический изоморфизм гильбертовых пространств.

Реальные пространства Харди для R

При анализе реального векторного пространства R пространство Харди H (для 0 < p ≤ ∞) consists of умеренных распределений f, таких, что для некоторых Функция Шварца Φ с ∫Φ = 1, максимальная функция

(M Φ f) (x) = sup t>0 | (f ∗ Φ t) (x) | {\ displaystyle ( M _ {\ Phi} f) (x) = \ sup _ {t>0} | (f * \ Phi _ {t}) (x) |}

(M_\Phi f)(x)=\sup_{t>0} | (f * \ Phi_t) (x) |

находится в L (R ), где ∗ - свертка и Φ t (x) = tΦ (x / t). Квазинорма H- || f || Hp распределения f группы H определяется как L-норма для M Φ f (это зависит от выбора Φ, но различные варианты выбора функций Шварца Φ дают эквивалентные нормы).H-квазинорма является нормой при p ≥ 1, но не при p < 1.

Если 1 < p < ∞, the Hardy space H is the same vector space as L, with equivalent norm. When p = 1, the Hardy space H is a proper subspace of L. One can find sequences in H that are bounded in L but unbounded in H, for example on the line

fk (x) = 1 [0, 1] (x - k) - 1 [0, 1] (x + к), к>0, {\ displaystyle f_ {k} (x) = \ mathbf {1} _ {[0,1]} (xk) - \ mathbf {1} _ {[0,1]} (x + k), \ \ \ k>0.}

f_k(x) = \mathbf{1}_{[0, 1]}(x - k) - \mathbf{1}_{[0, 1]}(x + k), \ \ \ k>0.

Нормы L и H не эквивалентны в H, а H не закрывается в L. Двойственное к H - это пространство BMO функций ограниченного среднего колебания. В пространстве BMO есть неограниченные функции (что еще раз доказывает, что H не замкнуто в L).

Если p < 1 then the Hardy space H has elements that are not functions, and its dual is the homogeneous Lipschitz space of order n(1/p − 1). When p < 1, the H-quasinorm is not a norm, as it is not subadditive. The pth power ||f ||Hp является субаддитивом для p < 1 and so defines a metric on the Hardy space H, which defines the topology and makes H into a complete metric space.

Атомарное разложение

Когда 0 < p ≤ 1, a bounded measurable function f of compact support is in the Hardy space H if and only if all its moments

∫ R nf (x) x 1 i 1… xnindx, {\ displaystyle \ int _ {\ mathbf {R} ^ {n}} f (x) x_ {1} ^ {i_ {1}} \ ldots x_ {n} ^ {i_ {n}} \, \ mathrm {d} x,}

\ int _ {\ mathbf {R} ^ n} f (x) x_1 ^ {i_1} \ ldots x_n ^ {i_n} \, \ mathrm {d} x,

, порядок i 1 +... + i n не превосходит n (1 / p - 1), обращаются в нуль. Например, интеграл от f должен обращаться в нуль, чтобы f ∈ H, 0 < p ≤ 1, and as long as p>n / (n + 1), этого также достаточно.

Если, кроме того, f имеет опору в некотором шаре B и ограничена | B | тогда f называется H-атомом (здесь | B | обозначает евклидов объем B в R ). H-квазинорма произвольного H-атома ограничена константой, зависящей только от p и от функции Шварца Φ.

Когда 0 < p ≤ 1, any element f of H has an атомное разложение как сходящаяся бесконечная комбинация H-атомов,

f = ∑ c j a j, ∑ | c j | p < ∞ {\displaystyle f=\sum c_{j}a_{j},\ \ \ \sum |c_{j}|^{p}<\infty }

f = \ sum c_j a_j, \ \ \ \ sum | c_j | ^ p <\ infty

, где a j - H-атомы, а c j - скаляры.

На строке, например, разность распределений Дирака f = δ 1−δ0может быть представлена как серия функций Хаара, сходящихся в H-квазинорме, когда 1/2 < p < 1 (on the circle, the corresponding representation is valid for 0 < p < 1, but on the line, Haar functions do not belong to H when p ≤ 1/2 because their maximal function is equivalent at infinity to a x for some a ≠ 0).

Мартингал H

Пусть (M n)n≥0 будет мартингалом на некотором вероятностном пространстве (Ω, Σ, P) относительно возрастающей последовательности σ -поля (Σ n)n≥0. Предположим для простоты, что Σ равно σ-полю, порожденному последовательностью (Σ n)n≥0. Определена максимальная функция мартингала по

M ∗ = sup n ≥ 0 | M n |. {\ displaystyle M ^ {*} = \ sup _ {n \ geq 0} \, | M_ {n} |.}

M ^ * = \ sup_ {n \ ge 0} \, | M_n |.

Пусть 1 ≤ p < ∞. The martingale (Mn)n≥0 принадлежит мартингалу-H, когда M * ∈ L.

Если M * ∈ L, мартингал (M n)n≥0 ограничен в L ; следовательно, он почти наверняка сходится к некоторой функции f по теореме о сходимости мартингалов. Более того, M n сходится к f по L-норме по теореме о сходимости с преобладанием ; следовательно, M n можно выразить как условное ожидание f на Σ n. Таким образом, можно отождествить мартингал-H с подпространством L (Ω, Σ, P), состоящим из таких f, что мартингал

M n = E ⁡ (f | Σ n) {\ displaystyle M_ {n} = \ operatorname {E} {\ bigl (} f | \ Sigma _ {n} {\ bigr)}}

{\ displaystyle M_ {n} = \ operatorname {E } {\ bigl (} f | \ Sigma _ {n} {\ bigr)}}

принадлежит мартингейлу-H.

Максимальное неравенство Дуба означает, что мартингал-H совпадает с L (Ω, Σ, P), когда 1 < p < ∞. The interesting space is martingale-H, whose dual is martingale-BMO (Garsia 1973).

Неравенства Буркхолдера – Ганди (когда p>1) и неравенство Берджесса Дэвиса (когда p = 1) связывают L-норму максимальной функции с нормой квадрата функции мартингала

S (е) знак равно (| M 0 | 2 + ∑ n = 0 ∞ | M n + 1 - M n | 2) 1 2. {\ displaystyle S (f) = \ left (| M_ {0} | ^ {2} + \ sum _ {n = 0} ^ {\ infty} | M_ {n + 1} -M_ {n} | ^ { 2} \ right) ^ {\ frac {1} {2}}.}

S (f) = \ left (| M_0 | ^ 2 + \ sum_ {n = 0} ^ {\ infty} | M_ {n + 1} - M_n | ^ 2 \ right) ^ {\ frac {1} {2}}.

Мартингейл-H можно определить, сказав, что S (f) ∈ L (Garsia 1973).

Также можно рассмотреть мартингалы с параметром непрерывного времени. Прямая связь с классической теорией достигается через комплексное броуновское движение (Bt) в комплексной плоскости, начиная с точки z = 0 в момент времени t = 0. Пусть τ обозначает время попадания в единичную окружность. Для каждой голоморфной функции F в единичном круге

M t = F (B t ∧ τ) {\ displaystyle M_ {t} = F (B_ {t \ wedge \ tau})}

M_t = F (B_ {t \ клин \ tau})

является мартингалом, который принадлежит мартингалу-H тогда и только тогда, когда F ∈ H (Burkholder, Gundy Silverstein 1971).

Пример: диадический мартингал-H

В этом примере Ω = [0, 1] и Σ n - это конечное поле, сгенерированное диадическим разбиением [0, 1] на 2 интервала длиной 2 для каждого n ≥ 0. Если функция f на [0, 1] представлена своим разложением по системе Хаара (hk)

f = ∑ ckhk, {\ displaystyle f = \ sum c_ {k} h_ {k},}

f = \ sum c_k h_k,

, то норма мартингала-H для f может быть определена L-нормой квадратной функции

∫ 0 1 (∑ | ckhk (x) | 2) 1 2 дх. {\ displaystyle \ int _ {0} ^ {1} {\ Bigl (} \ sum | c_ {k} h_ {k} (x) | ^ {2} {\ Bigr)} ^ {\ frac {1} { 2}} \, \ mathrm {d} x.}

\ int_0 ^ 1 \ Bigl (\ sum | c_k h_k (x) | ^ 2 \ Bigr) ^ {\ frac {1} {2}} \, \ mathrm {d} x.

Это пространство, иногда обозначаемое H (δ), изоморфно классическому действительному пространству H на окружности (Müller 2005). Система Хаара представляет собой безусловный базис для H (δ).

Примечания

^Берлинг, Арне (1948). «О двух проблемах, касающихся линейных преобразований в гильбертовом пространстве». Acta Mathematica. 81: 239–255. doi : 10.1007 / BF02395019.
^Войчик, Майкл; Зальцман, Лоуренс (1965). «Внутренние и внешние функции на римановых поверхностях». Труды Американского математического общества. 16(6): 1200–1204. doi : 10.1090 / S0002-9939-1965-0183883-1.

Ссылки

Burkholder, Donald L.; Ганди, Ричард Ф.; Сильверстейн, Мартин Л. (1971), «Максимальная функциональная характеристика класса H», Сделки Американского математического общества, 157 : 137–153, doi : 10.2307 / 1995838, JSTOR 1995838, MR 0274767.
Cima, Joseph A.; Росс, Уильям Т. (2000), Обратный сдвиг в пространстве Харди, Американское математическое общество, ISBN 978-0-8218-2083-4
Колвелл, Питер (1985), Продукты Бляшке - ограниченные аналитические функции, Анн-Арбор: University of Michigan Press, ISBN 978-0-472-10065-1
Duren, P. (1970), Theory of H-Space, Academic Press
Fefferman, Charles ; Штейн, Элиас М. (1972), «H-пространства нескольких переменных», Acta Mathematica, 129 (3–4): 137–193, doi : 10.1007 / BF02392215, MR 0447953.
Фолланд, Великобритания (2001) [1994], Энциклопедия математики, EMS Press
Гарсия, Адриано М. (1973), Неравенства Мартингейла: Заметки семинара о недавнем прогрессе, Серия конспектов лекций по математике, Ш. А. Бенджамин MR 0448538
Харди, GH (1915), «О среднем значении модуля аналитической функции», Труды Лондонского математического общества, 14: 269–277, doi : 10.1112 / plms / s2_14.1.269, JFM 45.1331.03
Хоффман, Кеннет (1988), Банаховы пространства аналитических функций, Dover Publications, ISBN 978-0-486-65785-1
Кацнельсон, Ицхак (1976), An Введение в гармонический анализ, Dover Publications, ISBN 978-0-486-63331-2
Koosis, P. (1998), Introduction to H p Spaces (Second ed.), Cambridge University Press
(2009), Теоремы представления в пространствах Харди, Cambridge University Press, ISBN 9780521517683
Мюллер, Пауль FX (2005), Изоморфизмы между H-пространствами, Институт математики Польской академии наук. Математические монографии (новая серия), Базель: Birkhäuser, ISBN 978-3-7643-2431-5, MR 2157745
Riesz, F. (1923), «Uber die Randwerte einer analytischen Funktion», Mathematische Zeitschrift, 18: 87–95, doi : 10.1007 / BF01192397
Рудин, Вальтер ( 1987), Реальный и комплексный анализ, McGraw-Hill, ISBN 978-0-07-100276-9
Шведенко, С.В. (2001) [1994], Энциклопедия математики, EMS Press

Последняя правка сделана 2021-05-22 13:38:30

Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).

Обратная связь: support@alphapedia.ru

Соглашение

О проекте