О логарифмической гёльдеровости и локальных экстремумах степенных функций Такаги

Обложка
  • Авторы: Галкин О.Е.1, Галкина С.Ю.2, Муляр О.А.3
  • Учреждения:
    1. Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики» (Нижегородский филиал)
    2. Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
    3. Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
  • Выпуск: Том 25, № 4 (2023)
  • Страницы: 223-241
  • Раздел: Математика
  • Статья опубликована: 24.11.2023
  • URL: https://journal-vniispk.ru/2079-6900/article/view/360375
  • DOI: https://doi.org/10.15507/2079-6900.25.202304.223-241
  • ID: 360375

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Работа посвящена изучению одного класса вещественных функций, которые мы называем степенными функциями Такаги. Такие функции имеют один положительный вещественный параметр, являются непрерывными, но нигде не дифференцируемыми, и задаются на числовой прямой с помощью функционального ряда. Эти ряды аналогичны ряду, задающему непрерывную, нигде не дифференцируемую функцию Такаги, описанную в 1903 г. При каждом значении параметра выведено функциональное уравнение для функций, связанных со степенными функциями Такаги. Затем с помощью этого уравнения получена точная двусторонняя оценка для изучаемых функций. Доказано, что при значениях параметра, не превосходящих 1, степенные функции Такаги удовлетворяет логарифмическому условию Гёльдера, и найдено наименьшее значение константы в этом условии. В результате получено обычное условие Гёльдера, которое вытекает из логарифмического условия Гёльдера. Более того, при значениях параметра, лежащих в пределах от 0 до 1, исследовано поведение степенных функций Такаги в окрестности точек их глобального максимума. Доказано, что в двоично-рациональных точках, и только в них, изучаемые функции достигают строгого локального минимума на числовой оси. В завершение описано множество точек, в которых функции достигают строгого локального максимума. Преимущество нашего исследования состоит в развитии ряда методов, применимых к непрерывным, нигде не дифференцируемым функциям. Это может позволить значительно расширить множество изучаемых функций.

Об авторах

Олег Евгеньевич Галкин

Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики» (Нижегородский филиал)

Email: olegegalkin@ya.ru
ORCID iD: 0000-0003-2085-572X

кандидат физико-математических наук, доцент

603155, Россия, г. Нижний Новгород, ул. Большая Печерская, д. 25/12

Светлана Юрьевна Галкина

Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»

Email: svetlana.u.galkina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2476-2275

кандидат физико-математических наук, доцент кафедры фундаментальной математики

Россия, 603155, Россия, г. Нижний Новгород, ул. Большая Печерская, д. 25/12

Ольга Александровна Муляр

Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского

Автор, ответственный за переписку.
Email: olga.mulyar@itmm.unn.ru
ORCID iD: 0009-0008-2263-4203

кандидат физико-математических наук, преподаватель кафедры алгебры, геометрии и дискретной математики

Россия, 603022, Россия, г. Нижний Новгород, пр. Гагарина, д. 23

Список литературы

  1. Allaart P. C., Kawamura K. The Takagi function: a survey // Real Anal. Exchange. 2011/12. Vol. 37, No. 1. pp. 1–54. DOI: https://doi.org/10.14321/realanalexch.37.1.0001
  2. Lagarias J.C. The Takagi function and its properties // RIMS Kokyuroku bessatsu B34: Functions and Number Theory and Their Probabilistic Aspects. Kyoto. 2012. Vol. 34. pp. 153–189.
  3. Галкин О. Е., Галкина С.Ю., Тронов A. A. О глобальных экстремумах степенных функций Такаги // Журнал Средневолжского математического общества. 2023. Т. 25, № 2. С. 22–36. DOI: https://doi.org/10.15507/2079-6900.25.202302.22-36
  4. Медведев Ф. A. Очерки истории теории функций действительного переменного. М.: Наука, 1975. 248 с.
  5. Окороков В. А., Сандракова Е. В. Фракталы в фундаментальной физике. Фрактальные свойства множественного образования частиц и топология выборки. М.: МИФИ, 2009. 460 с.
  6. Thim J. Continuous nowhere differentiable functions : Master’s thesis. Lulea, Sweden: Lulea University of Technology, 2003. 98 p.
  7. Heurteaux Y. Weierstrass functions in Zygmund’s class // Proc. Amer. Math. Soc. 2005. Vol. 133. pp. 2711–2720.
  8. Fujita Y., Hamamuki N., Siconolfi A., Yamaguchi N. A class of nowhere differentiable functions satisfying some concavity-type estimate // Acta Mathematica Hungarica. 2020. Vol. 160. pp. 343–359. DOI: https://doi.org/10.1007/s10474-019-01007-3
  9. Posey E. E., Vaughan J. E. Extrema and nowhere differentiable functions // Rocky Mountain Journal of Mathematics. 1986. Vol. 16. pp. 661–668. DOI: https://doi.org/10.1216/RMJ-1986-16-4-661
  10. Kahane J.-P. Sur l’exemple, donne par M. de Rham, d’une fonction continue sans derivee // Enseignement Math. 1959. Vol. 5. pp. 53–57. DOI: https://doi.org/10.5169/seals-35474
  11. Banach S. Uber die Baire’sche kategorie gewisser funktionenmengen // Studia Math. 1931. Vol. 3, No 3. Pp. 174–179. DOI: https://doi.org/10.4064/sm-3-1-174-179
  12. Allaart P. C., Kawamura K. Extreme values of some continuous nowhere differentiable functions // Math. Proc. of the Cambridge Phil. Soc. 2006. Vol. 140, No 2. pp. 269–295. DOI: https://doi.org/10.1017/S0305004105008984
  13. Галкин О. Е., Галкина С. Ю. Применение крайних под- и надаргументов, выпуклых и вогнутых оболочек для поиска глобальных экстремумов // Вестник Удмуртского университета. Математика. Механика. Компьютерные науки. 2019. Т. 29, № 4. С. 483–500. DOI: https://doi.org/10.20537/vm190402
  14. Галкин О. Е., Галкина С. Ю. Глобальные экстремумы функции Деланжа, оценки цифровых сумм и вогнутые функции // Матем. сб. 2020. Т. 211, № 3. С. 32–70. DOI: https://doi.org/10.4213/sm9143
  15. Denjoy A., Felix L., Montel P. Henri Lebesgue, le savant, le professeur, l’homme // Enseignement Math. 1957. Vol. 3. pp. 1–18.
  16. Makogin V., Mishura Yu. Fractional integrals, derivatives and integral equations with weighted Takagi–Landsberg functions // Nonlinear Analysis: Modelling and Control. 2020. Vol. 25, no. 6. pp. 1079–1106. DOI:
  17. https://doi.org/10.15388/namc.2020.25.20566
  18. Yu H.Weak tangent and level sets of Takagi functions // Monatshefte f¨ur Mathematik. 2020. Vol. 192. pp. 249–264. DOI: https://doi.org/10.1007/s00605-020-01377-9
  19. Han X., Schied A., Zhang Z. A limit theorem for Bernoulli convolutions and the Ф-variation of functions in the Takagi class // J. Theor. Probab. 2022. Vol. 35. pp. 2853–2878. DOI: https://doi.org/10.1007/s10959-022-01157-1
  20. Kruppel M. Takagi’s continuous nowhere differentiable function and binary digital sums // Rostock. Math. Kolloq. 2008. Vol. 63. pp. 37–54.
  21. Shidfar A., Sabetfakhri K. On the continuity of van der Waerden’s function in the Holder sense // Amer. Math. Monthly. 1986. Vol. 93, No 5. pp. 375–376.
  22. Kruppel M. On the extrema and the improper derivatives of Takagi’s continuous nowhere differentiable function // Rostock. Math. Kolloq. 2007. Vol. 62. pp. 41–59.
  23. Hazy A., Pales Zs. On approximately t-convex functions // Publ. Math. Debrecen. 2005. Vol. 66, No 3–4. pp. 489–501.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Галкин О.Е., Галкина С.Ю., Муляр О.А., 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Мы используем файлы cookies, сервис веб-аналитики Яндекс.Метрика для улучшения работы сайта и удобства его использования. Продолжая пользоваться сайтом, вы подтверждаете, что были об этом проинформированы и согласны с нашими правилами обработки персональных данных.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).