基本介紹
- 中文名:哈代空間
- 外文名:hardy space
- 提出者:哈代
- 提出時間:1915年
- 性質:單位圓內一類重要的解析函式空間
- 套用:數學分析、控制論和散射理論
定義,廣泛套用,延伸套用,
定義
哈代空間是單位圓內一類重要的解析函式空間。設函式f(z)在單位圓盤|z|<1中解析,若:
對一切0≤r<1有界,則稱f(z)屬於函式族。族是由哈代(Hardy,G.H.)在1915年首先提出的,並對此做了一系列的研究工作,他證明了著名的凸定理:log Mp(r,f)是log r的凸函式。
在20世紀上半葉,還有許多數學家,如法圖(Fatou,P.J.L.)、李特爾伍德(Littlewood,J.E.)、里斯(Riesz,F.和Riesz,M.)、賽格(Szego¨,G.)和斯米爾諾夫(Смирнов,В.И.)等人對哈代族進行了研究並取得一系列相當深刻的結果.但那時對H的研究局限於所謂的“硬”分析範圍,如研究H函式的邊界性質及冪級數等,所用的工具也主要是複變函數與實變函式論.到了20世紀50年代,數學家們將看做度量空間,如對1≤p≤+∞,定義範數‖f‖p=Mp(1,f),則是巴拿赫空間;對0<p<1,對f,g∈H,定義距離:
則是弗雷歇空間。引進泛函分析等工具,將“軟”“硬”分析結合起來研究空間,20世紀70年代和80年代,對的研究非常活躍,並得到了許多引人注目的結果。如在1971年,美國青年數學家費弗曼(Fefferman,C.)證明了的對偶空間為BMOA空間。費弗曼主要由於理論的研究,獲得了1978年的菲爾茲獎。
廣泛套用
理論不僅對分析和函式論(包括泛函分析和調和分析)本身有著深刻的影響,而且與數學的一些其他分支,如微分方程、機率論及力學等都有交叉聯繫。單位圓盤的空間的主要研究問題有:邊界性質、積分表示、泰勒係數、結構問題、解析投影運算元、對偶空間、極值問題及插值問題等。
單位圓盤上的空間可以推廣到平面上任意區域和雙曲型黎曼曲面上,也可推廣到上去。與空間有關的重要函式類有奈望林納類N和有界平均振動解析函式類BMOA。可以證明:
設f(z)是單位圓盤D內的解析函式,ζ是∂D上的給定點,如果當z在D內以ζ為頂點的任何角形區域內趨於ζ時,f(z)都趨於一確定值,則稱f(z)在ζ有非切向極限值,記為f(ζ)。1923年,里斯證明了,若f∈H(0<p<+∞),則f(z)在∂D上幾乎處處有非切向極限值f(e),且f(e)∈L[0,2π]。同年,里斯還證明了,若f(z)∈H(0<p≤+∞),f(z)≢0,則f(z)=B(z)g(z)。這裡B(z)是由f(z)在|z|<1內所有零點所構成的布拉施克乘積,而g∈H且g在|z|<1中沒有零點。1929年,斯米爾諾夫進一步地對g進行分解,得到下述結果:若f(z)∈H,f(z)≢0,則:
這裡c是實數,S(z)是奇異內函式,F(z)是外函式,即:
其中μ(t)是非減的有界變差函式,其導函式幾乎處處等於零。
延伸套用
單位圓盤上的解析函式稱為內函式,如果f∈,且在∂D上幾乎處處成立。可以證明,f(z)為內函式的充分必要條件是f(z)能寫成如下形式:
這裡c為實數,B(z)為布拉施克乘積,S(z)為奇異內函式。內函式與不變子空間有密切的聯繫。令S為的位移運算元,即S(f)=zf(z),f∈。的一個子空間M稱為在S下不變,若zM⊂M。1949年,博靈(Beurling,A.)證明了下面的著名定理:H的子空間M在S下不變的充分必要條件是存在內函式G,使得:
此定理在泛函分析中也有重要意義。