Научная статья на тему 'О задаче Римана для полианалитических функций в пространстве непрерывных с весом функций'

О задаче Римана для полианалитических функций в пространстве непрерывных с весом функций Текст научной статьи по специальности «Математика»

CC BY
3777
69
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЗАДАЧА РИМАНА / RIEMANN PROBLEM / ВЕСОВОЕ ПРОСТРАНСТВО / WEIGHTED SPACE / КРАЕВАЯ ЗАДАЧА / BOUNDARY VALUE PROBLEM / ПОЛИАНАЛИТИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ / POLYANALYTIC FUNCTIONS / НЕПРЕРЫВНЫЕ С ВЕСОМ ФУНКЦИИ / WEIGHTED CONTINUOUS FUNCTIONS / ИНТЕГРАЛ ТИПА КОШИ / CAUCHY TYPE INTEGRAL

Аннотация научной статьи по математике, автор научной работы — Бабаян Вазген Арменакович

Рассматривается задача Римана для полианалитических функций в пространстве непрерывных с весом функций. В явном виде определяется количество линейно независимых решений однородной задачи. В случае целого или нецелого порядка это количество различается на n-порядок уравнения. Получены также необходимые и достаточные условия разрешимости неоднородной задачи. Решения записываются в явном виде.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

On a Riemann Problem for Polyanalytic Functions in a Weighted Space of Continuous Functions

In the paper Riemann problem for polyanalytic functions in a weighted space of continuous functions is considered. The number of linearly independent solutions of homogeneous problem is obtained in explicit form. In the cases of integer and non-integer order that number differs by n the equation order. Necessary and sufficient conditions for solvability of inhomogeneous problem are obtained. Solutions are written in explicit form.

Текст научной работы на тему «О задаче Римана для полианалитических функций в пространстве непрерывных с весом функций»

УДК 517.956.223

О ЗАДАЧЕ РИМАНА ДЛЯ ПОЛИАНАЛИТИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ В ПРОСТРАНСТВЕ НЕПРЕРЫВНЫХ С ВЕСОМ ФУНКЦИЙ

© 2014 г. В.А. Бабаян

Бабаян Вазген Арменакович - аспирант, факультет матема- Babayan Vazgen Armenakovich - Post-Graduate Student, тики, механики и компьютерных наук, Южный федеральный Faculty of Mathematics, Mechanics and Computer Sciences, университет, ул. Мильчакова, 8а, г. Ростов-на-Дону, 344090, Southern Federal University, Mil'chakov St., 8a, Rostov-one-mail: [email protected]. Don, 344090, Russia, e-mail: [email protected].

Рассматривается задача Римана для полианалитических функций в пространстве непрерывных с весом функций. В явном виде определяется количество линейно независимых решений однородной задачи. В случае целого или нецелого порядка это количество различается на n-порядок уравнения. Получены также необходимые и достаточные условия разрешимости неоднородной задачи. Решения записываются в явном виде.

Ключевые слова: задача Римана, весовое пространство, краевая задача, полианалитические функции, непрерывные с весом функции, интеграл типа Коши.

In the paper Riemann problem for polyanalytic functions in a weighted space of continuous functions is considered. The number of linearly independent solutions of homogeneous problem is obtained in explicit form. In the cases of integer and non-integer order that number differs by n - the equation order. Necessary and sufficient conditions for solvability of inhomogeneous problem are obtained. Solutions are written in explicit form.

Keywords: Riemann problem, weighted space, boundary value problem, polyanalytic functions, weighted continuous functions, Cauchy type integral.

Формулировка результатов

Пусть В+ = {г :\ z |<1} - единичный круг комплексной плоскости; Т = дВ+ = {г : \ г \ = 1} - его граница; В~ = С \ В+ . Весовая функция р на Т определяется по формуле р(/) = \1 -1 \ а, где а - действительное число. Пространство функций /, заданных на Т, таких что /р непрерывна на Т, обозначим С(а). Норма в С(а) определяется соотношением

и/1С(а)=тах \ / (?)\р(?)-

В круге В рассмотрим уравнение полианалитических функций

д X л 1 Г д . д У , ч п

-(х,у) =—I--ь/— I и(х,у) = 0,

у) 2" 1дх ду I , (1)

г = х + /у, (х, у) е В+.

Следует определить решение уравнения (1), удовлетворяющее граничным условиям

lim

r ^1-0

Г к11

Ж—(rt) - fk (t)

dr

= 0, k = 0,1,...,n-1. (2)

C(a)

Здесь / принадлежит С(а) вместе с производ-/ , д

ными до порядка п - к -1; — - производная по ра-

дг

диус-вектору в точке /. Если /к = 0 при к = 0,..., п -1, то задача (1), (2) называется однородной.

Задача (1), (2) в классической постановке в пространстве непрерывных по Гельдеру функций исследована в [1]. В пространстве I1 она рассмотрена в [2], где предложена формулировка граничного условия, аналогичная (2). Граничные условия вида (2) в пространстве интегрируемых с весом функций Ьр (р), где р > 1, исследованы в работах [3, 4], в пространстве непрерывных функций граничная задача Дирихле для систем второго порядка в ограниченной области изучена в [5]. При этом граничные значения рассматриваются в классической постановке (поточечная сходимость). Задача Дирихле в пространстве непрерывных с весом функций исследована в [6]. В предлагаемой работе задача (1), (2) изучается в случае, когда а > 0. Доказывается, что при а = 0 (т.е. в пространстве непрерывных функций) задача (1), (2) имеет решение для произвольных граничных функций, при

(0Д)

имеет решение тогда и только тогда, когда

^„_1(1) = 0, ^,^(0 = /„_!(/) |1 -г\а .

При а > 1 задача имеет решение, если при а — п + к +1 > 0 выполняются условия

/к(0(1 _ Х)а~п+к е ]}(Г) (при к = 0,..., п — 1). Рассмотрена также соответствующая однородная задача.

Для точной формулировки полученных результатов введем следующие обозначения.

Через Тп обозначим множество полиномов

Р(z) = ао + а^ +... + ап2п с коэффициентами ак,

удовлетворяющими условиям ак = (—1)п+1ап—к .

Пусть Со (а) с С (а) пространство функций / е С(а), обладающих свойством Р(1) = 0 , где

Р(0 = /(0|1 _ (| а . Через С0(а) с С0(а) обозначим класс функций / е О, (а), обладающих свойством |/(/)||1 — /|а-1е]1(Т) .

Положим

K (n, f, z) = -

(1 - z)

f (x)(1 -x)n ^ n 2л/ t x - z

(3)

z£D+ uD -

где n - целое число и f (t)(1 - t)n £ i1 (T). Обозначим

(n + l)n

имеет -—+ mn линеино независимых решении

m(m +1) 2 при m > n -1 и —^—1 + n при m < n -1.

Теорема 2. Пусть а £ (0,1). Для того чтобы задача (1), (2) имела решение, необходимо и достаточно, чтобы выполнилось условие fn-1 £ Со (а).

Если а> 1 и fk £ Со (а- n + к +1) при а-n + к +1 >0, то задача (1), (2) имеет решение, и его можно представить в явном виде, используя оператор K .

Теорема 3. В пространстве непрерывных функций (при а = 0) задача (1), (2) всегда имеет решение.

Вспомогательные утверждения

Для доказательства основных утверждений нам понадобятся некоторые дополнительные предложения.

Лемма 1. Пусть функция / определена на Т и непрерывна при t ф 1. Тогда если производная функции / удовлетворяет условию /' е С(а), то: 1) если а >1, то / е С(а — 1) ; 2) если 0 < а < 1, то функция / удовлетворяет условию Гельдера на Т с показате-

также m = [а], если а - нецелое число и m = [а] -1, лем 1 -а (f £ С(1-а)(Т)); 3) если а = 1, то

f £ С(е)(Т) при каждом е >0 (справедлива оценка

если а - целое число.

Тогда основные результаты работы можно сформулировать следующим образом.

Теорема 1. Справедливы следующие утверждения:

а) если 0 < а < 1, то общее решение однородной задачи (1), (2) представляется в виде

n-1

лк, n~2(-к+1,

И0(^г) = г Е ак(1— zz)k + 2 +1рк(z) — zk+1Рк к=0 к=0 п—1 -к ( -\

=' Е ак (1— zz) +у0 (z, zА

к=0

где ак - произвольные действительные числа; Рк -произвольный многочлен порядка к с комплексными коэффициентами, т.е. однородная задача (1), (2) имеет

п2 линейно независимых решений;

б) если а >1 , то общее решение однородной задачи (1), (2) можно представить в виде

п—1 , Р

Ы^) = Е (1 — zZ)k-к—— + У0 (Z, 2) + ¥к (z, 2). (4)

(1 — z)mk

к=0

|/ (0||1и|1 —С).

Доказательство. Для доказательства отметим, что так как /' непрерывна при t ф 1, имеет место пред-

t

ставление / (0 = / (—1) + | / '(х)а?х.

—1

Здесь интеграл берется по дуге, не содержащей единицы. Используя это представление, получаем требуемые оценки. Лемма 1 доказана.

Пусть Л(Б+ ^ ) - пространство функций, аналитических в Б+ ^ . Рассмотрим следующую граничную задачу в классе аналитических функций (задача о скачке).

Задача Б. Пусть / е С(а). Определить ограниченную на бесконечности функцию Ф^) е Л(Б+ ^ ), для которой выполняется граничное условие

Здесь Pr

mk

многочлен порядка

тк = шш(т — п + к +1,0) с комплексными коэффициентами из класса Ттк ; У0 - функция из (3); У к -функция, определенная по многочленам Ртк. Таким образом, в этом случае однородная задача (1), (2)

lim

r ^1-0

Ф+ (rt) -Ф- (r-1t) - f (t)

= 0,

С(а)

(5)

где Ф+ (z) - сужения функции Ф^) на Б+ соответственно.

В [6] было получено общее решение этой задачи (случай непрерывных функций рассмотрен в [7]).

1

Лемма 2. Пусть / е С(а) и Фе А(В+ ^ В ) удовлетворяет условию (5). Тогда Ф представима в

Р (г)

виде Ф(г) = К(т, /, г) + т ( ^ , где К(т, /, г) -

(1 - ¿Г

функция (3); Рт (г) - полином порядка т ; неотрицательное число т определяется соотношением т = [а] при а?2 и т = а -1 при ае 2 .

Лемма 3. При 0 < а < 1 функция К(т, /, г) является решением задачи В' тогда и только тогда, когда / е О, (а) . Пусть а > 1 и / е С (а) . Тогда функция

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

.(/ )(1 -t у

< C равномерно по r. Умножим обе

части

(10) на (1 -1)m . Получим

(1-t)m Ф+(*)-(1-t)m Ф-(г -1t)= gr (t)(l - t)m. (11) Обозначим Q+ (t) = (1 -1Y Ф+ (rt),

:(t )=(1 -1Г ф-(г "1t)

Функции О± аналитичны в В± и непрерывны вплоть до границы. Таким образом, (11) примет вид

О+(* )-Ог(/) = gг (г )(1 - г )т. Следовательно, получаем К (т, /, г) является решением задачи В', т.е. классическую задачу ° скачке для определения функ-

lim

r ^1-0

K (m, f, rt) - K (m, f, r -1t) - f (t)

C(a)

= 0.

Доказательство основных утверждений работы основано на следующем предложении.

Лемма 4. Пусть / е С(а). Тогда аналитическая в

круге В+ функция Ф, удовлетворяющая соотношению

||ReфН-f(t|c(a) ^0

(6)

(7)

, . т ,

- целое; многочлен Рт (г)= 2скг порядка

k=0

имеет коэффициенты, удовлетворяющие формуле

ck

= (- 1)m+1Cm-k - Ak , Ak = -1 J

_ 1 f (t )(1 -1)

ni T t

k+1

■dt. (8)

Ф* ) = ^ J f (t)

2ni

T

t + z dt t - z t

- + ic,

(9)

где с - действительная постоянная.

Доказательство. Из (6) имеем

||фГ )+ФТ) - 2f (t)

C(a)

^ 0.

Обозначим [8] Ф+ (z) = Ф^), Ф- (z) = -ф|11.

шение в виде

Ф+

C(a)

^ 0.

Обозначим

Ф+r)- Ф- (r_1t)= gr (t) .

Так как

(10)

ций О ±.

Решая эту задачу и учитывая, что О- растет на бесконечности не быстрее полинома порядка т , получим

_ 1 tgr (t )(1 -1 )m

"+(z ) = тЦ J

2ni t t - z _ 1 tgr (t )(1 -1 )m

■dt + Pmr(z), z e D

Х) г

определяется формулой

п/(1 - г)т т * - г (1 - г)т

где т = [а], если а - нецелое число; т = а -1, если

"-(z) = ^ J

2ni т t - z

dt + Pmr (z), z e D

или

(1 - z)m Ф+(rz) = — J

_ 1 tgr (t X1 -1 )m

2ni т t - z

dt + Pmr (z), z e D

(1 - z)m Ф-)'1 z]=-L J gr(t)(1 -1)m dt + Pmr (z), z e D- .

г ) 2ж/ т t - г Устремляя г ^ 1 и используя теорему Лебега о предельном переходе под знаком интеграла [9], получим

(1 -г)тФ+(г) =11 /(*)(1 -*)т Л + Рт(г), г е В+ ,

ni T t - z

В частности, при 0 < а < 1 имеет место формула Шварца

-м-1 rÄ-o:

(1 - z )m Ф> ) = -L J

ni т t - z

■dt + Pm(z), z e D

или

(1 - z)m Ф^) = - J f (t)(1 -1)m dt + Pm (z), z e D+ , (12)

ni т t - z

-(1 - z )m Ф|1| = -L J

1V 1 f (t )(1 -1 )m

z ) ni T t - z

dt + Pm (z) z e D-. (13)

Функции Ф± аналитичны в В±, соответственно,

и функция Ф- ограничена на бесконечности. Используя эти обозначения, представим предельное соотно-

)-Ф-(г-1* )- 2/(* )

Заменяя в (13) переменную — на г и переходя к

2

комплексно-сопряженным величинам, получим

ф(^ = -

т+1

-J

ni(1 - zт

f (t )(1 -1 )mt-(m+1)

zmPm | 1

dt--

t-z

(z - 1)m

С учетом равенства

zm+1 1

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

t

m+1

— = -s-z

t - z t - z k=0 t

k+1

1кг(*)- 2/С(а)^ 0 , то имеем gг (* )(1 - г У" ^ 2 / (*)(1 - г)" во всех точках * ф 1, и

это представление примет вид

Ф^ ) =

j f(t )(1 -t T dt -

ni(1 - z)mT t - z

g

+

a

m

k

1 m 1 f (t )(1 -1 )m

Z zk — Jj v д ., 7 dt -

zmP„

(1 - z )mk=0 л/Т t

к+1

(z -1)m

(15)

Используя обозначения (8), представим равенство (15) в виде

Ф^) = —^//(t)(1 — t)т * +

л/(1 - z )m Т

(-1)m+1 zmPm \ 1 I- Z ZkAk

t - z

m

z ) к=0

Pm (z ) (1 - z)

л = ЦэтфГ )- f (t) с(,

У

1

jf (x)(1 -x)m dx+ Pm (rt)

2л/(1 - rt)mT x- rt 2(1 - rt)"

1 f (x)(1 -x)m dx+ PM

2 л/(1 - rt)mT x-rt 2(1 - rt)m

- f (t

С (а)

_ _ —2

или (с учетом равенств и = 1, тт = 1, ^г = —т а?т )

Л =

K (m, f, rt )--

"J

f (x)(1 -x)

m \ r "1t ^

m+1

„-U

2 л/(1 - r _1t ]"t x- r 1t

Pm (rt) (-fr^mt)

dx +

'-f (t)

С(а)

(1 — z )т

при z е Б+. Учитывая, что для функции Ф имеет место также представление (12), получим, что много/ \ ™ £

член Рт ^)= Е ckZ удовлетворяет соотношению

к=0

2(1 — * )т 2^ (1 — г)т

Функция К(т, /, определена в (3). Используя равенство (14) и обозначения (9), Л можно представить в виде

Л = К(т,/,И)— К(т,/,г^ /(t)+ Р^ -

2(1 — гt)

(— 1)т+1 (г-^Р^ — ЕЛк (г-1t)k" к=0

4

211 - r ~lt

Рт (z )=(— 1)т+1 Zmр( 1 I— ЕЛkZk , ^ z ) к=0

т.е. коэффициенты многочлена Рт (г) удовлетворяют соотношениям (8). Формула (9) получается из (12) при т = 0 (при этом С0 = —С0 — Л0). Доказательство завершено.

Следствие. Решение однородной задачи (1) (при / = 0) определяется формулой Ф0 (х) =

Так

как

силу

равенств

(- 1)m+1(r-^mt) - ZAk (r= Pm (r-1t)

(8) то

к=0

окончательно получаем

Л =

K (m, f, rt)-K (m, f, r _1t)- f (t)+ Pm (rt ^

Pm (r )

где

>(1 - r "1t )T

Рт - многочлен из класса Тт . Число т определяется так же, как в лемме 3.

Лемма 5. Пусть 0 < а < 1. Тогда для того чтобы функция Ф , определенная формулой (7), удовлетворяла предельному соотношению (6), необходимо и достаточно, чтобы функция / е С0 (а). При а> 1 в

случае, когда / е С0 (а), функция Ф , определенная формулой (7), удовлетворяет предельному соотношению (6). В случае непрерывных функций (а = 0) (9) удовлетворяет предельному соотношению (6) для произвольной функции / .

Доказательство. При а> 0 условие / е С0 (а) необходимо для разрешимости задачи (6). Действительно, если Р(1)ф 0, где Р^) = /^)1 — ^а, то — /({|с(а)> |р(1)|ф 0, так как Ф(^) непрерывна по t. Предположим, что / е С0 (а), и рассмотрим функцию Ф , заданную соотношением (7). Подставляя ее в (6), получим

2(1 - r _1t) где

2(1 - rt)"

С(а)

< I1 + -12, 1 2 2

I1 =

12 =

K (m, f, rt)- K (m, f, r -1t)- f (t) Pm (rt) Pm (r )

С(а)'

(1 - rt)m 1 - r-1t m

С (а)

По лемме 3 /1 ^ 0 при г ^ 1. Второе слагаемое 12 также стремится к нулю, так как по доказанному в

[6]

1

1

(1 - rt )m 1 - r-1t m

^ 0 при r ^ 1. Ис-

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

С (а)

пользуя эти соотношения, доказываем лемму при а > 0 . В случае непрерывных функций ( а = 0 ) подставим (9) в (6) и учтем свойство интеграла Пуассона от непрерывной функции. Получим

IM")- f (' 1 =

1 л f Н

1 - r 2

1 - r2 + 2r cos(ф-e)

f (

dф - f le/e 0f

je

t = е

Лемма доказана.

Доказательство основных утверждений

Доказательство теоремы 1. Рассмотрим уравнение (1). Следует определить его решение, удовлетворяющее однородным граничным условиям (2), т.е.

1

1

x

в

л

lim

r

Re

5 ku drk

r)

= 0 , k = 0,...,n-1.

(16)

C(a)

Таким образом, следующую функцию ф1 можем определить из второго условия (16). Имеем

Общее решение уравнения (1) допускает представление [1]:

u(z, z) = Z1 (1 - zz ) Фк (z)+ ^ zk+lPk (z). (17) k=0 k=0

Здесь фк - функции, аналитические в D+; Pk -многочлены порядка к .

Подставим функцию (17) в первое граничное условие (16). Получим

n-1 .

Reí ф0(rt) + Z (1 -r ) фЛп)+ Z r t P (rt) ^ 0

Re(- 2гф1 (rt ) + |rQi(r/)\

ф^ ) = +1 ^N

^ 0, т.е.

C (a)

(1 - z)

2 dr

r=1

(rt) + "¿t - r 2 f фk (rt)+ Z2 rk+1tk+1 PM\

k=1 k=0 J

Здесь Ят1 - некоторый многочлен из Тт;

Ql(z ) = ф0 ^)+ "ЕЁ1 zk+1 Рк®.

к=0

Вообще, если функции ф0,ф1,...,фк—1 определены, то фк получается из к -го граничного условия (16):

C(a)

k+1'k+1 C-0 +qrt- +...+ ckrktk )=

k+1'k+1 (c0 rk+1tk+1 + c1r 2 (rt)k +...+ ckr 2k (rt)).

при г ^ 0 . Имеем

п—1

Е гк+4

к=0

= г1/+1tк+1 С к=0 Обозначим

дп (г, z)= пЕ1(с0 Zk+1 + С1г 2 zk +...+ Скг 2kz).

к=0

Эта функция - аналитическая по z , следовательно, из условия |^е(ф0 (гt) + д (г, z^ 0 следует

ф0 (z) = |т°# — ^0 (?),

(1 - z)

- Q0 (z), где Rm0 - многочлен из Tm

Q0 (z)-Qn (1, z ) =

"У1- k+1 . - k = Z (c0z + c1

k=0

"-1

z--- + c1zk +... + ckz )= Y zk+1 P | 1

k=0

Pk

(18)

(1 - r)

(1 - rt)

m+k

^ 0 при r ^ 0 .

C(a)

Jd

(1 - r )

k

1 -1

1 - rt\

m+k

< C (1 - r )

k

er

m+k

= C (1 - r )a

m+k 2

V(1 - r )2 +e21 2

< C (1 - r )a

ф (z)= Rmk (z) (- 1)k 5k% (rz)

^mk

(1 - z)

r=1

где О-к определяется соотношением

% И=? (1—г2 У ф, ^)+пЕ2 zk+1 рkСZ).

] =0 к=0

Итак, полученные рекуррентные формулы определяют вид общего решения однородной задачи, однако для того, чтобы функция Ы удовлетворяла однородным условиям (16), необходимо, чтобы порядок знаменателя дроби в представлении фк не превосходил т — п + к +1, т.е. функция ы определяется по формуле (4). Теорема 1 доказана.

Доказательство теоремы 2. Рассмотрим неоднородную задачу (1), (2) при а>п — 1, т = [а]фа. В других случаях рассуждения аналогичны. Подставим общее решение этой задачи (17) в первое условие (2). Имеем

Для определения следующих функций докажем предложение.

Лемма 6. Пусть а > 0, т = [а], если а - нецелое число, и т = а — 1, если а - целое. Тогда для произвольного натурального числа к имеем

1

Re^ + "z zk+1 Pk(z)f0

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

^ 0.

C(a)

Доказательство. Пусть t = e - произвольная точка окружности T (|8| < л). Имеем

Так как по лемме 1 /0 е С(а — п +1), то решение представляется в виде

ф0 (, )+О0 (,) = —1- ,

га(1 — z)т0 Т г — z (1 — z)т0

где т0 = т — п +1, О0 - функция (18), т.е.

ф0 (z1 = (т — О0 (z1 + К(т0, /0, Z),

(1 - z)

lm0

где К(т, /, z) - функция (3). Далее подставим предельную функцию во второе условие (2) и определим ф1 (z) из соотношения

Re(- 2гф1 (rt )+|^(rt )\- f1(t)

^ 0 .

C(a)

n-2

где х = . Так как a - m > 0, получаем требуемое 1 - r

соотношение.

Здесь Q1(z) = ф0 (z)+ Z zk+1 pjz).

к=0

Таким образом,

Pm (z) 1 5

Фl(z ) =

(1 - z )m1 2 5r

Q1(rz)

K (mb fb z).

r=1

и

a

X

Аналогично, если ф0,фь...,фк_ найдены, то <p¿ из предельного соотношения

определяется

( ak Л

Re (_i)kk!2krk (k (rt)+^j Пк (rt) _ fk (t)

drk

^ 0,

C (a)

где

tok H = ¥ (l - r 2 ) ф j (rz) + zk+1PP).

j=0 k=0

Следовательно,

Фк (z ).-P*!d.-Í-1£ 4 tok (Z

Фк (1 - z)mk иik л,к kW

k!2k drk

-K (mk, fk,z).

r=1

Для завершения доказательства докажем предложение.

Лемма 7. Пусть функция / вместе с производными до порядка к принадлежит пространству С(а). Тогда имеет место соотношение

1т(1 - г)к (К(т, /, гг))(у| = 0, у = 0,...,к.

г 11С(а)

Доказательство. Из леммы 1 следует, что если

/«е C(a), то |/(0(1 - t)m\ = -t|

>г—а+k ^

при

A = (l - r)

< C (l - r)j

1

л/(1 - rt)m |1 -1a

+l

J /(-)(1 --)m dx

m+l

1 - rt|

Если l < j, то

T (x - rt )

J -1+1

/ (xX1 -x)m f

j -1)

11 - tla <

x- rt

A < C (1 - r )

j-к

V(1 - r )2 +0 (1 - r )a

m+1

,2 , q2 I 2

= C(1 - r)

j-1 -

n+l

VT+x212

(1 - r )

+l

< C(1 - r )a+j

-1 - m -l

^ 0.

r

В случае l = j

A = (1 - r)

_/ (x)(1 -x)m

i(1 - rt)m+jT x- rt

■dx 1

-1

и, следовательно,

A = C (1 - r )j ■

11 -t

11 - rt\

m+j

/(x)(1 -x)m -/(t)(1 -1)mdx + f(t)(1 -1)„

2л/ -

x- rt

(1 - r)j 1 - tla

< C--; 1 1 ^ 0

11 - rt\

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

m+j

по лемме 4. Таким образом, лемма доказана.

Из леммы следует, что решение задачи (1), (2) приводится к решению п граничных задач вида (6). Используя леммы 4 и 5, завершаем доказательство теоремы.

Доказательство теоремы 3. Предположим, что в

(2) /Пк-1) е С(Т) и решим задачу (1), (2) (а = 0). В

этом случае доказательство аналогично доказательству теоремы 2. При этом используется соотношение

lim(1 - r)

r

/(x)dx T (x - r )k+1

= 0, k = 1,...,n-1,

которое для произвольной непрерывной функции доказывается аналогично лемме 7. Теорема 3 доказана.

г ^ 1, т.е. к -я производная функции /(г)(1 - г)т принадлежит пространству I. Таким образом, при 0 < I < у имеем

Литература

1. Tovmasyan N.E. Non-Regular Differential Equations and

Calculations of Electromagnetic Fields. Singapore; New Jersey, 1998. 235 p.

2. Айрапетян Г.М. Граничная задача типа Римана-

Гильберта для n -голоморфных функций в классе L // Докл. РАН. 1993. Т. 328, № 5. С. 533-535.

3. Айрапетян Г.М. Задача Дирихле в пространствах с ве-

сом // Изв. НАН Армении. Математика. 2001. Т. 36, № 3. С. 22-44.

4. Kazarian K.S. Weighted norm inequalities for some classes

of singular integrals // Studia Math. 1987. Vol. 86. P. 97130.

Soldatov A.P. Generalized potentials of double layer for second order elliptic systems // Научные ведомости БелГУ. 2009. № 13(68), вып. 17/1. С. 103- 109. Айрапетян Г.М., Бабаян В.А. О задаче Дирихле в пространстве непрерывных с весом функций // Научные ведомости БелГУ. 2011. № 17(112), вып. 24. С. 5-16. Айрапетян Г.М., Бабаян В.А. О граничной задаче Рима-на-Гильберта в пространстве непрерывных функций // Научные ведомости БелГУ. 2013. № 19(162), вып. 32. С. 22-33.

Мусхелишвили Н.И. Сингулярные интегральные уравнения. М., 1968. 512 с.

Колмогоров А.Н., Фомин С.В. Элементы теории функций и функционального анализа. М., 1989. 624 с.

5.

6.

7

9.

Поступила в редакцию

15 апреля 2014 г.

х

<

х

a

0

a

x

х

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.