Равносходимость разложений по корневым функциям дифференциального оператора и в тригонометрический ряд Фурье
- Авторы: Рыхлов В.С.1
-
Учреждения:
- Саратовский государственный университет им. Н. Г. Чернышевского
- Выпуск: Том 71, № 3 (2025): Труды Крымской осенней математической школы-симпозиума
- Страницы: 452-477
- Раздел: Статьи
- URL: https://journal-vniispk.ru/2413-3639/article/view/347347
- DOI: https://doi.org/10.22363/2413-3639-2025-71-3-452-477
- EDN: https://elibrary.ru/FMENVB
- ID: 347347
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Рассматривается несамосопряженный обыкновенный дифференциальный оператор, определяемый на конечном отрезке линейным дифференциальным выражением \( n \)-го порядка с ненулевым коэффициентом при \( (n-1) \)-й производной и двухточечными регулярными по Биркгофу краевыми условиями. Исследуется вопрос о равномерной равносходимости разложений заданной функции в биортогональный ряд по собственным и присоединенным или, кратко, корневым функциям этого оператора и в обычный тригонометрический ряд Фурье, а также об оценке разности соответствующих частичных сумм (или, коротко, о скорости равносходимости) при самых общих условиях на разлагаемую функцию и коэффициент при \( (n-1) \)-й производной. Получены оценки разности разложений в терминах общих (интегральных) модулей непрерывности разлагаемой функции и коэффициента при \( (n-1) \)-й производной, равномерные внутри основного интервала. Из этих оценок выводятся соответствующие оценки в случае, когда модули непрерывности оцениваются сверху медленно меняющимися функциями и, в частности, логарифмическими функциями. На основе этого сформулированы достаточные условия равносходимости в указанных случаях. Эти результаты получаются с использованием полученной ранее автором оценки разности частичных сумм разложений заданной функции в биортогональный ряд по собственным и присоединенным функциям рассматриваемого дифференциального оператора и в модифицированный тригонометрический ряд Фурье, а также аналогов теоремы Штейнгауза. Модификация тригонометрического ряда Фурье заключается в применении к обычному тригонометрическому ряду Фурье вполне конкретного ограниченного оператора, выражающегося через коэффициент при \( (n-1) \)-й производной, а к разлагаемой функции --- обратного к нему оператора.
Об авторах
В. С. Рыхлов
Саратовский государственный университет им. Н. Г. Чернышевского
Автор, ответственный за переписку.
Email: RykhlovVS@yandex.ru
Саратов, Россия
Список литературы
- Афонин С. В., Ломов И. С. О сходимости биортогональных рядов, связанных с дифференциальными операторами нечетного порядка с негладкими коэффициентами// Докл. РАН. -2010. - 431, № 2. - С. 151-153.
- Бари Н. К. Тригонометрические ряды. -М.: Физматгиз, 1961.
- Винокуров В. А., Садовничий В. А. Равномерная равносходимость ряда Фурье по собственным функциям первой краевой задачи и тригонометрического ряда Фурье// Докл. РАН. -2001. - 380, № 6. - С. 731-735.
- Волков В. Е., Йо И. Оценка разности частичных сумм спектральных разложений, отвечающих двум операторам Шредингера// Дифф. уравн. -1986. - 22, № 11. -С. 1865-1876.
- Гомилко А. М., Радзиевский Г. В. Равносходимость рядов по собственным функциям обыкновенных функционально-дифференциальных операторов// Докл. АН СССР. -1991. - 316, № 2. -С. 265-270.
- Ильин В. А. О равномерной равносходимости разложений по собственным и присоединенным функциям несамосопряженного обыкновенного дифференциального оператора и в тригонометрический ряд Фурье// Докл. АН СССР. -1975. - 223, № 3. -С. 548-551.
- Ильин В. А. О равносходимости разложений в тригонометрический ряд Фурье и по собственным функциям пучка М. В. Келдыша обыкновенных несамосопряженных дифференциальных операторов// Докл. АН СССР. -1975. - 225, № 3. -С. 497-499.
- Ильин В. А. Необходимые и достаточные условия базисности и равносходимости с тригонометрическим рядом спектральных разложений. I// Дифф. уравн. -1980. - 16, № 5. -С. 771-794.
- Ильин В. А. Необходимые и достаточные условия базисности и равносходимости с тригонометрическим рядом спектральных разложений. II// Дифф. уравн. -1980. - 16, № 6. -С. 980-1009.
- Ильин В. А. Равносходимость с тригонометрическим рядом разложений по корневым функциям одномерного оператора Шредингера с комплексным потенциалом из класса L1// Дифф. уравн. -1991. - 27, № 4. -С. 577-597.
- Ильин В. А. Покомпонентная равносходимость с тригонометрическим рядом разложений по корневым вектор-функциям оператора Шредингера с матричным неэрмитовым потенциалом, все элементы которого только суммируемы// Дифф. уравн. -1991. - 27, № 11. -С. 1862-1879.
- Ильин В. А., Йо И. Оценка разности частичных сумм разложений, отвечающих двум произвольным неотрицательным самосопряженным расширениям двух операторов типа Штурма-Лиувилля, для абсолютно непрерывной функции// Докл. АН СССР. -1978. - 243, № 6. -С. 1381-1383.
- Ильин В. А., Йо И. Оценка разности частичных сумм разложений, отвечающих двум произвольным неотрицательным самосопряженным расширениям двух операторов типа Штурма-Лиувилля, для абсолютно непрерывной функции// Дифф. уравн. -1979. - 15, № 7. -С. 1175-1193.
- Корнев В. В., Хромов А. П. О равносходимости разложений по собственным функциям интегральных операторов с ядрами, допускающими разрывы производных на диагоналях// Мат. сб. -2001. - 192, № 10. -С. 33-55. - doi: 10.4213/sm601.
- Купцов Н. П. Теорема равносходимости для разложении Фурье в пространствах Банаха// Мат. заметки. -1967. - 1, № 4. -С. 469-474.
- Курбанов В. М. О неравенстве Хаусдорфа-Юнга для систем корневых вектор-функций дифференциального оператора n-го порядка// Дифф. уравн. -1997. - 33, № 3. -С. 358-367.
- Курбанов В. М. О скорости равносходимости спектральных разложений// Докл. РАН. -1999. - 365, № 4. -С. 444-449.
- Курбанов В. М. Равносходимость биортогональных разложений по корневым функциям дифференциальных операторов. I// Дифф. уравн. -1999. - 35, № 12. -С. 1619-1633. - http://mi.mathnet.ru/ de10045.
- Курбанов В. М. Равносходимость биортогональных разложений по корневым функциям дифференциальных операторов. II// Дифф. уравн. -2000. - 36, № 3. -С. 319-335. - http://mi.mathnet.ru/ de10107. p
- Лажетич Н. О сходимости спектральных разложений, отвечающих неотрицательным самосопряженным расширениям оператора Штурма-Лиувилля, для функций из класса Hα// Дифф. уравн. - 1981. - 17, № 12. -С. 2149-2159. p
- Лажетич Н. О сходимости спектральных разложений, отвечающих неотрицательным самосопряженным расширениям оператора Штурма-Лиувилля, для функций из класса Hα// Дифф. уравн. - 1984. - 20, № 1. -С. 61-68.
- Лебедь Г. К. Нервенства для полиномов и их производных// Докл. АН СССР. -1957. - 117, № 4. - С. 570-572.
- Ломов И. С. О скорости равносходимости рядов Фурье по собственным функциям операторов Штурма-Лиувилля в интегральной метрике// Дифф. уравн. -1982. - 18, № 9. -С. 1480-1493.
- Ломов И. С. Об аппроксимации функций на отрезке спектральными разложениями оператора Шредингера// Докл. РАН. -1995. - 342, № 6. -С. 735-738.
- Ломов И. С. Об аппроксимации функций на отрезке спектральными разложениями оператора Шредингера// Вестн. Моск. ун-та. Сер. 1. Мат. Мех. -1995. -№ 4. -С. 43-54.
- Ломов И. С. Коэффициентные условия сходимости в Lp(0, 1) биортогональных разложений функций// Дифф. уравн. -1998. - 34, № 1. -С. 31-39.
- Ломов И. С. О влиянии степени суммируемости коэффициентов дифференциальных операторов на скорость равносходимости спектральных разложений. I// Дифф. уравн. -1998. - 34, № 5. -С. 619- 628. - https://mi.mathnet.ru/de9712.
- Ломов И. С. О влиянии степени суммируемости коэффициентов дифференциальных операторов на скорость равносходимости спектральных разложений. II// Дифф. уравн. -1998. - 34, № 8. -С. 1066- 1077. - https://www.mathnet.ru/rus/de9749.
- Ломов И. С. Формула среднего значения Е. И. Моисеева для обыкновенных дифференциальных операторов четного порядка с негладкими коэффициентами// Дифф. уравн. -1999. - 35, № 8. -С. 1046- 1057.
- Ломов И. С. О локальной сходимости биортогональных рядов, связанных с дифференциальными операторами с негладкими коэффициентами. I// Дифф. уравн. -2001. - 37, № 3. -С. 328-342. - doi: 10.1023/A:1019242515472.
- Ломов И. С. О локальной сходимости биортогональных рядов, связанных с дифференциальными операторами с негладкими коэффициентами. II// Дифф. уравн. -2001. - 37, № 5. -С. 648-660. - doi: 10.1023/A:1019268615898.
- Ломов И. С. Равномерная сходимость и сходимость в Lp на замкнутом интервале спектральных разложений неклассических обыкновенных дифференциальных операторов// Дисс. д.ф.-м.н. -Москва, 2002.
- Ломов И. С. Сходимость биортогональных разложений функций на отрезке для дифференциальных операторов высокого порядка// Дифф. уравн. -2005. - 41, № 5. -С. 632-646.
- Ломов И. С. Зависимость оценок скорости локальной сходимости спектральных разложений от расстояния внутреннего компакта до границы// Дифф. уравн. -2010. - 46, № 10. -С. 1409-1420.
- Ломов И. С. Оценки скорости сходимости и равносходимости спектральных разложений обыкновенных дифференциальных операторов// Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер. Мат. Мех. Инф. -2015. - 15, № 4. -С. 405-418. -doi: 10.18500/1816-9791-2015-15-4-405-418.
- Ломов И. С., Марков А. С. Оценки скорости локальной сходимости спектральных разложений дифференциальных операторов четного порядка// Дифф. уравн. -2013. - 49, № 5. -С. 557-563. - doi: 10.1134/S03740641130.
- Минкин А. М. Теоремы равносходимости для дифференциальных операторов// Дисc. к.ф.-м.н. -Саратов, 1982.
- Минкин А. М. Разложение по собственным функциям одного класса негладких дифференциальных операторов// Дифф. уравн. -1990. - 26, № 2. -С. 356-358.
- Моисеев Е. И. Формула среднего значения для регулярного решения обыкновенного дифференциального уравнения// Докл. АН СССР. -1975. - 223, № 3. -С. 562-565.
- Моисеев Е. И. Асимптотическая формула среднего значения для регулярного решения дифференциального уравнения// Дифф. уравн. -1980. - 16, № 5. -С. 827-844.
- Наймарк М. А. Линейные дифференциальные операторы. -М.: Наука, 1969.
- Никольская Е. И. Оценка разности между частичными суммами разложений абсолютно непрерывной функции по корневым функциям, отвечающим двум одномерным операторам Шредингера с комплексными потенциалами из класса L1// Дифф. уравн. -1992. - 28, № 4. -С. 598-612.
- Радзиевский Г. В. Краевые задачи и связанные с ними модули непрерывности// Функц. анал. и его прил. -1995. - 29, № 3. -С. 87-90.
- Рыхлов В. С. Разложение по собственным и присоединенным функциям квазидифференциальных и интегральных операторов// Дисс. к.ф.-м.н. -Саратов, 1981.
- Рыхлов В. C. Асимптотика системы решений квазидифференциального уравнения// В сб.: «Дифференциальные уравнения и теория функций. Разложение и сходимость. Вып. 5». -Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1983. -С. 51-59.
- Рыхлов В. С. О скорости равносходимости для дифференциальных операторов с ненулевым коэффициентом при (n - 1)-й производной// Докл. АН СССР. -1984. - 279, № 5. -С. 1053-1056.
- Рыхлов В. С. Скорость равносходимости для дифференциальных операторов с ненулевым коэффициентом при (n - 1)-й производной// Дифф. уравн. -1990. - 26, № 6. -С. 975-989.
- Рыхлов В. С. О скорости равносходимости в аналоге теоремы Штейнгауза// ТВИМ. -2015. -№ 3. - С. 62-81.
- Савчук А. М., Шкаликов А. А. Операторы Штурма-Лиувилля с сингулярными потенциалами// Мат. заметки. -1999. - 66, № 6. -С. 897-912.
- Садовничая И. В. О скорости равносходимости разложений в ряды по тригонометрической системе и по собственным функциям оператора Штурма-Лиувилля с потенциалом-распределением// Дифф. уравн. -2008. - 44, № 5. -С. 656-664.
- Садовничая И. В. О равносходимости разложений в ряды по собственным функциям операторов Штурма-Лиувилля с потенциалами-распределениями// Мат. сб. - 2010. - 201, № 9. -С. 61-76. - doi: 10.4213/sm7598.
- Садовничая И. В. Равносходимость в пространствах Соболева и Гельдера разложений по собственным функциям операторов Штурма-Лиувилля с потенциалами-распределениями// Докл. РАН. -2011. - 437, № 2. -С. 162-163.
- Садовничая И. В. Равносходимость спектральных разложений для системы Дирака с потенциалом из пространств Лебега// Тр. МИАН. -2016. - 293. -С. 296-324. -doi: 10.1134/S0371968516020205.
- Садовничая И. В. Вопросы равносходимости для операторов Штурма-Лиувилля и Дирака// Дисс. д.ф.-м.н. -Москва, 2016.
- Сенета Е. Правильно меняющиеся функции. -М.: Наука, 1985.
- Стеклов В. А. Sur les expressions asymptotiques de certaines fonctions definies par les equations diff´erentielles du second ordre et leurs applications au probl´eme du dev´eloppement d’une fonction arbitraire en s´erie proc´edant suivant les dites fonctions// Сообщ. Харьк. мат. об-ва. -1907. - 10. -С. 97-199.
- Стеклов В. А. Об асимптотическом выражении некоторых функций, определяемых линейным дифференциальным уравнением второго порядка и их применении к задаче разложения произвольной функции в ряд по этим функциям. -Харьков: Изд-во Харьк. гос. ун-та, 1956.
- Тамаркин Я. Д. О некоторых общих задачах теории обыкновенных дифференциальных уравнений и разложение произвольных функций в ряды. -Петроград: Тип. М. П. Фроловой, 1917.
- Титчмарш Э. Ч. Разложения по собственным функциям, связанные с дифференциальными уравнениями второго порядка. Т. 2. -М.: ИЛ, 1961.
- Хромов А. П. Теоремы равносходимости для интегро-дифференциальных и интегральных операторов// Мат. сб. -1981. - 114, № 3. -С. 378-405. -doi: 10.1070/SM1982v042n03ABEH002257.
- Хромов А. П. Спектральный анализ дифференциальных операторов на конечном интервале// Дифф. уравн. -1995. - 31, № 10. -С. 1691-1696.
- Хромов А. П. О равносходимости разложений по собственным функциям конечномерных возмущений оператора интегрирования// Вестн. Моск. ун-та. Сер. 1. Мат. Мех. -2000. -№ 2. -С. 21-26.
- Хромов А. П. Интегральные операторы с ядрами, разрывными на ломаных линиях// Мат. сб. - 2006. - 197, № 11. -С. 115-142. - doi: 10.4213/sm1534.
- Черных Н. И. О приближении функций полиномами со связями// Тр. МИАН. -1967. - 88. -С. 75- 130.
- Юрко В. А. О дифференциальных операторах высших порядков с регулярной особенностью// Мат. сб. -1995. - 186, № 6. -С. 133-160.
- Alimov Sˇ. A., Joo´ I. Equiconvergence theorem with exact order// Stud. Sci. Math. Hung. -1980. - 15.- С. 431-439.
- Djakov P., Mityagin B. Unconditional convergence of spectral decompositions of 1D Dirac operators with regular boundary conditions// Indiana Univ. Math. J. -2012. - 61, № 1. -С. 359-398.
- Haar A. Zur Theorie der orthogonalen Funktionensysteme// Math. Ann. -1910. - 69. -С. 331-371. - doi: 10.1007/BF01456326.
- Haar A. Zur Theorie der orthogonalen Funktionensysteme// Math. Ann. -1911. - 71. -С. 38-53. -doi: 10.1007/BF01456927.
- Hobson E. W. On a general convergence theorem, and the theory of the representation of a function by series of normal functions// Proc. London Math. Soc. -1908. - 6. -С. 349-395.
- Karamata J. Sur certains «Tauberian theorems» de M. M. Hardy et Littlewood// Mathematica (Cluj). - 1930. - 3. -С. 33-48.
- Kurbanov V. M. Dependence rate of equiconvergence on the module of continuity of potential of the Sturm- Liouville operator// Stud. Sci. Math. Hung. -2004. - 41, № 3. -С. 347-364.
- Minkin A. М. Equiconvergence theorems for differential operators// J. Math. Sci. -1999. - 96, № 6. - С. 3631-3715. -doi: 10.1007/bf02172664.
- Parameswaran S. Partition functions whose logarithms are slowly oscillating// Trans. Am. Math. Soc. - 1961. - 100. -С. 217-240.
- Radzieskii G. V. The rate of convergence of decompositions of ordinary functional-differential operators by eigenfunctions// В сб.: «Some Problems of the Modern Theory of Differential Equations». -Kiev: Inst. Math. Ukr. Nat. Acad. Sci., 1994. -С. 14-27.
- Rykhlov V. S. On the rate of equiconvergence for differential operators with nonzero coefficient of the (n - 1)-st derivative// Sov. Math. Dokl. -1984. - 30, № 3. -С. 777-779.
- Rykhlov V. S. Rate of equiconvergence for differential operators with nonzero coefficient of the (n - 1)-th derivative// Differ. Equ. -1990. - 26, № 6. -С. 704-715.
- Rykhlov V. S. Equiconvergence rate in terms of general moduli of continuity for differential operators// Res. Math. -1996. - 29. -С. 153-168. - doi: 10.1007/BF03322215.
- Sadovnichaya I. V. Equiconvergence theorems for Sturm-Lioville operators with singular potentials (rate of equiconvergence in W θ -norm)// Eurasian Math. J. -2010. - 1, № 1. -С. 137-146.
- Steinhaus H. Sur le d´eveloppment du produit de deux fonctions en une s´erie de Fourier// Bull. Intern. de l’Acad. de Cracovie. -Krako´w, 1913. -С. 113-116.
- Stone M. H. A comparison of the series of Fourier and Birkhoff// Trans. Am. Math. Soc. -1926. - 28.- С. 695-761.
- Tamarkine J. D. Sur quelques points de la theory des equations differentielles lineaires ordinaires et sur la generalisation de la serie de Fourier// Rend. Circ. Mat. Palermo. -1912. - 34. -С. 345-382.
- Tamarkin J. D. Some general problems of the theory of ordinary linear differential equations and expansion of an arbitrary function in series of fundamental functions// Math. Z. -1928. - 27, № 1. -С. 1-54. - doi: 10.1007/bf01171084.
Дополнительные файлы

