本节介绍并证明了我们在本说明中的主要结果。
2.1算子的有界性(5)加权型空间之间
首先我们考虑运算符(三). 我们单独考虑它,因为它的证明解释了一般情况证明的第一个主要步骤,并且不需要复杂的计算。
定理1
让 \((0,n)中的α).然后操作员 \({\mathcal{H}}\) 限定于 \(H_{\alpha}^{\infty}({\mathbb{R}}^{n}).此外,以下公式适用:
$$\Vert{\mathcal{H}}\Vert_{H{\alpha}^{\infty}$$
(8)
证明
让
$$f_{\alpha}(x)=\textstyle\begin{cases}1/\vert x\vert^{\alfa},&x\ne 0,\\0,&x=0。\结束{cases}$$
(9)
那么很明显
$$\Vert f_{\alpha}\Vert_{H_{\alpha}^{\infty}({\mathbb{R}}^{n})}=1$$
(10)
此外,我们还有
$$\begin{aligned}\vert x\vert^{\alpha}\biggl\vert\int_{\mathbb{B}}f_{\alfa}\bigl(\vert x \vert y \biger alpha}}\biggr\vert\\&=N\int_{\mathbb{S}}d\sigma{N}(\zeta)\int_{0}^{1}\rho^{N-1-\alpha}\,d\rho=\frac{n}{n-\alpha}\end{aligned}$$
对于每个\(x\ne 0)从中可以看出
$$\bigl\Vert{\mathcal{H}}(f_{\alpha})\bigr\Vert_{H_{\alpha}^{\infty}\Vert x\Vert y\bigr)\,dV_{n}(y)\biggr\Vert=\frac{n}{n-\alpha}$$
(11)
平等(10)和(11)暗示
$$\Vert{\mathcal{H}}\Vert_{H{\alpha}^{\infty}$$
(12)
另一方面,我们有
$$\begin{aligned}\bigl\Vert{\mathcal{H}}(f)\bigr\Vert_{H_{alpha}^{infty}({\mathbb{R}}^{n})}&=\operatorname{ess}\sup_x\in{mathbb}}^}}Vert y\bigr)\,dV_{n}(y)\biggr\Vert\\&\le\Vert f\Vert_{H_{\alpha}^{\infty}({\mathbb{R}}^{n})}\sup_{x\in{mathbb}}^{n} \set-buse\{0\}}\vert x\vert^{\alpha}\biggl\vert\int_{{mathbb{B}}\frac{dV_{n}(y)}{(\vert x \vert y \vert)^{alpha}}\ biggr\vert\&=\frac{n}{n-\alpha}\vert f\vert_{H_{alpha{infty}({mathbb{R}}^{n})}\结束{对齐}$$
对于每个\(f\in H_{\alpha}^{infty}({\mathbb{R}}^{n})\)从中可以看出
$$\Vert{\mathcal{H}}\Vert_{H_{alpha}^{infty}({\mathbb{R}}^{n})\到H_{alpha}^}(}\mathbb{R}^{n})}\le\frac{n}{n-\alpha}$$
(13)
因此,当\((0,n)中的α).来自(12)和(13)平等(8)如下。□
备注1
请注意(10)为每个人保留\(阿尔法>0)然而,如果\(字母),然后使用公式(7),我们有
$$\vert x\vert^{\alpha}\biggl\vert\int_{{\mathbb{B}}}f_{\alfa}\bigl(\vert x \vert y\biger)\,dV_{N}(y)\biggr\vert=N\int_{0}^{1}\rho^{N-\alpha{,d\rho=+\infty$$
对于每个\(x\ne 0),由此得出\({\mathcal{H}}(f_{\alpha})不在H_{\alpha}^{\infty}({\mathbb{R}}^{n})中因此,在这种情况下,运算符在\(H_{\alpha}^{\infty}({\mathbb{R}}^{n}).从这个和定理1我们得到以下推论。
推论1
让 \(阿尔法>0).然后是操作员 \({\mathcal{H}}\) 限定于 \(H_{\alpha}^{\infty}({\mathbb{R}}^{n}) 当且仅当 \(阿尔法<n\).此外,如果 \((0,n)中的α),然后是公式(8)持有.
下面的定理处理米-中定义的线性运算符(5).
定理2
让 \(m\在{\mathbb{N}}\中),\(\alpha_{j}>0\),\(j=\上划线{1,m}\),和
$$\alpha=\sum_{j=1}^{m}\alpha_{j}$$
(14)
然后操作员 \({\mathcal{H}}^{m}:\prod_{j=1}^{m}H{\alpha_{j}}^{infty} 有界当且仅当
$$\int_{\vert\vec{y}\vert<1}\prod_{j=1}^{m}\vert_y{j}\vert\^{-\alpha_{j}}\pro1_{j=1}^{m} 数字电压(y_{j})<\infty$$
(15)
哪里 \(\vec{y}=(y{1},y{2},\ldots,y{m}).
此外,if条件(15)感到满意,那么下面的算符范数公式成立:
$$\bigl\Vert{\mathcal{H}}^{m}\bigr\Vert_{\prod_{j=1}^{m}H_{\alpha_{j}}^}\infty}({\mathbb{R}}^n})\ to H_{\ alpha}^{infty{Vert<1}\prod_{j=1}^{m}\verty{j}\Vert_{-\alpha{j}}\pro1_{j=1}^{m} 数字电压(y{j})$$
(16)
哪里 \(\prod_{j=1}^{m}\,dV(y_{j}):=dV(y_{1})\cdots\,dV[y_{m})\).
证明
让函数系列\(f{\alpha}\)在中定义(9). 然后明确关系(10)持有。通过使用中的条件(14)经过简单的计算,结果如下
$$\begin{aligned}\vert x\vert^{\alpha}\Biggl\vert\int_{vert\vec{y}\vert<1}\prod_{j=1}^{m}f_{alpha_{j}}\bigl(\vert x \vert y_{j{}\biger)\prod_{j=1{^{m} 数字电压(y_{j})\Biggr\vert&=\vert x\vert^{alpha}\Biggl\vert\int_{vert\vec{y}\vert<1}\prod_{j=1}^{m}{bigl(\vert x \vert y_{j}\vert\biger)^{m} 数字电压(y_{j})\Biggr\vert\\&=\int_{vert\vec{y}\vert<1}\prod_{j=1}^{m}\vert_y_{j}\vert\^{-\alpha_{j{}}\prod_{j=1{^{m} 数字电压(y{j})\结束{对齐}$$
(17)
对于每个\(x\ne 0).
发件人(6), (17)并利用空间范数的定义\(H_{\alpha}^{\infty}({\mathbb{R}}^{n}),因此
$$开始{对齐}\bigl\Vert{\mathcal{H}}(f_{\alpha_{1}},\ldots,f_{\ alpha_}m}})\bigr\Vert_{H_{\alpha}^{infty}({\mathbb{R}}^{n})}&=\operatorname{ess}\sup_{x\in{\mathbb{R{}}^n}}{v{mn}}\Biggl\Vert\int_{Vert\vec{y}\Vert<1}\prod_{j=1}^{m}f{\alpha_{j}}\bigl(\vertx\verty_{j{}\biger)\prod\j=1}^{m} 数字电压(y_{j})\Biggr\vert\\&=\frac{1}{v_v{mn}}\int _{\vert\vec{y}\vert<1}\prod_{j=1}^{m}\vert y_{j}\vert ^{-\alpha _{j}}}\prod_{j=1}^{m} 数字电压(y{j})。\结束{对齐}$$
(18)
平等(10)暗示
$$\prod_{j=1}^{m}\Vert f_{\alpha_{j}}\Vert_{H_{\alpha_{j}}^{\infty}}=1$$
与(18)由此可见
$$\bigl\Vert{\mathcal{H}}^{m}\bigr\Vert_{\prod_{j=1}^{m}H{\alpha_{j}}^}\infty}}\Vert<1}\prod_{j=1}^{m}\Vert_y{j}\Vert-^{-\alpha_{j}}\pro1_{j=1}^{m} 数字电压(y{j})$$
(19)
另一方面,我们有
$$\begin{aligned}\begin{aligned}\bigl\Vert{mathcal{H}}^{m}(f_{1},\ldots,f_{m})\bigr\Vert_{H{alpha}^{infty}({mathbb{R}}^})}&=\operatorname{ess}\sup_x\in{mathbb{R}^{n}}{v{mn}}\Biggl\Vert\int_{Vert\vec{y}\Vert<1}\prod_{j=1}^{m}f{j}\bigl(\Vert x\Vert y_{j}\ biger)\prod\j=1}^{m} 数字电压(y_{j})\Biggr\vert\&\le\prod_{j=1}^{m}\vert f_{j{}\vert_{H_{alpha_{jneneneep}^{infty}}\sup_{x\in{mathbb{R}}^{n}\setminus\{0\}}\frac{vertx\vert^{alpha}{v_{mn}}\Biggl\vert\int_{vert\vec{y}\vert<1}\prod_{j=1}^{m}{bigl(\vert x\vert\vert y_{j}\vert\bigr)^{m} 数字电压(y_{j})\Biggr\vert\\&=\prod_{j=1}^{m}\vert f_{jneneneep \vert_{H_{alpha_{j{}^{infty}}\frac{1}{v_{mn}}\int_{vert\vec{y}\vert<1}\prod\j=1}^{m} 数字电压(y{j})\end{aligned}\end{aligned}$$
对于每个\(((f{1},\ldots,f{m})\in\prod_{j=1}^{m}H{\alpha_{j}}^{infty}({\mathbb{R}}^})\)从中获得单位球的最高点\(H_{\alpha_{j}}^{infty}({\mathbb{R}}^}),\(j=\覆盖线{1,m}\),因此
$$\bigl\Vert{\mathcal{H}}^{m}\bigr\Vert_{\prod_{j=1}^{m}H{\alpha_{j}}^}\infty}}\Vert<1}\prod_{j=1}^{m}\Vert_y{j}\Vert-^{-\alpha_{j}}\pro1_{j=1}^{m} 数字电压(y{j})$$
(20)
从而得到算子的有界性。发件人(19)和(20)平等(16)如下。□
让
$$I{m}:=\frac{1}{v{mn}}\int_{vert\vec{y}\vert<1}\prod_{j=1}^{m}\vert_y{j}\vert ^{-\alpha_{j}}\prod_{j=1{^{m} 数字电压(y{j})$$
(21)
使用极坐标\(y{j}=\rho{j}\zeta{j}),\(j=\上划线{1,m}\),和Fubini定理,我们得到
$$\开始{对齐}I{m}&=\frac{1}{v{mn}}\下大括号{int_{mathbb{S}}\cdots\int_{mathbb{S}}_{m\text{times}}\int_{sum_{j=1}^{m}\rho_{j}^{2}<1,\rho{j}>0,j=\overline{1,m}}\prod_{j=1{}^{m}\rho{j}^{-\alpha{j}}\prod_{j=1}^{m}\rho{j}^{n-1}\,d\rho{1}\cdots\,d\ rho{m}\,2\sigma(\zeta{1})\cdots,d\sigma-(\zeta{m})\\&=\frac{\sigma{n}^{m}}{v{mn}}\int_{\sum_{j=1}^{m}\rho{j}^{2}<1,\rho_{j}>0,j=\overline{1,m}}\prod_{j=1{m}\rho{j}^{n-\alpha_{j{},d\rho{1}\cdots,d\rro_{m}。\结束{对齐}$$
(22)
通过使用米-尺寸球面坐标
$$\begin{aligned}&\rho_{1}=r\cos\varphi_{1{,\\&\rho2}=r\sin\varphi_}1}\cos\varfi_{2},\\&\rho_3}=r\sin\varphi_1}\sin\varphi_2}\cos\varphi_3}cdots\sin\varphi{m-2}\cos\varphi{m-1},\\&\rho{m}=r\sin\varfi{1}\sin\varphi{2}\cdots\sin\varphi{m-2}\sin\varphi}{m-1},\end{aligned}$$
哪里\(第0页)是径向坐标\(\ varphi _{j}\),\(j=\上划线{1,m-1}\),是角坐标,\([0,\pi]\中的\varphi_{j}\),\(j=\上划线{1,m-2}\),\([0,2\pi中的变量{m-1})已知的事实是,关联的雅可比矩阵
$$\vert J_{m}\vert=r^{m-1}\sin^{m-2}\varphi_{1}\sin ^{m-3}\varfi_{2}\cdots\sin\varphi_{m-2{$$
英寸(22),我们有
$$开始{aligned}I{m}={}&\frac{\sigma{n}^{m}}{v{mn}}\int_{0}^{1} 第页^{mn-1-\sum_{j=1}^{m}\alpha_{j}},dr\&{}\times\int_{0}^{pi/2}\cdots\int_{0}^{\pi/2}\ prod_{j=1{m}(\sin\varphi_{j{)1-\alpha{j}}\,d\varphi{1}\cdots\,d\ varphi{m-1}\\={}&\frac{\sigma{n}^{m}}{v{mn}(mn-\alpha)}\prod\j=1}^{m-1{0}^{1} t吨_{j} ^{n(m-j)-1-\和{i=j+1}^{m}\alpha_{i}}\bigl(1-t{j}^{2}\bigr)^{m} 2个^{1-m}}{v{mn}(mn-\alpha)}\prod_{j=1}^{m-1}\int_{0}^{1} 秒_{j} ^{\frac{n(m-j)-\sum_{i=j+1}^{m}\alpha_{i}}{2}-1}(1-s{j})^{frac{n-\alpha{j}}{2}-1}\,ds{j}\\={}&frac{sigma{n}^{m} 2个^{1-m}}{v{mn}(mn-\alpha)}\prod_{j=1}^{m-1}乙\biggl(\frac{n(m-j)-\sum{i=j+1}^{m}\alpha{i}}{2},\frac}n-\alpha_{j}}{2}\biggr),\end{aligned}$$
(23)
我们还利用了以下事实\((0,\pi/2)中的\varphi_{j}\),\(j=\上划线{1,m-1}\),这是在第一个正数中对集合进行积分的结果,即变量的变化\(t{j}=\sin\varphi{j}),\(j=\上划线{1,m-1}\)、和\(s{j}=t{j}^{2}\),\(j=\上划线{1,m-1}\)以及beta函数的定义(参见,例如[36第437页)。
通过使用以下众所周知的Eulerβ函数和γ函数之间的关系:
$$B(a,B)=\压裂{\伽马(a)\Gamma(B)}{\伽玛(a+B)}$$
(例如,请参见[36])经过一些简单的计算,我们发现以下关系成立:
$$\开始{aligned}\prod_{j=1}^{m-1}乙\biggl(\frac{n(m-j)-\sum{i=j+1}^{m}\alpha{i}{2},\frac}n-\alpha_{j}}{2{biggr)&=\prod_{j=1}^{m-1}\frac\\Gamma j}}{2})}{Gamma(压裂{n(m-(j-1))-\sum{i=j}^{m}\alpha_{i}{2{)}\\&=\frac{\prod_{j=1}^{m}\Gamma )}. \结束{对齐}$$
(24)
组合关系(16), (23)、和(24)因此,以下推论成立。
推论2
让 \(m\在{\mathbb{N}}\中),\(\alpha_{j}>0\),\(j=\上划线{1,m}\),和 \(阿尔法=sum{j=1}^{m}阿尔法{j}).然后是操作员 \({\mathcal{H}}^{m}:\prod_{j=1}^{m}H{\alpha_{j}}^{infty} 是有界的当且仅当(15)持有.此外,如果(15)持有,那么以下公式成立:
$$开始{aligned}\bigl\Vert{mathcal{H}}^{m}\bigr\Vert_{prod_{j=1}^{m}H{\alpha_{j}}^}({\mathbb{R}}^{n})\到H{\alpha}^{infty}(})^{m} 2个^{1-m}}{v{mn}(mn-\alpha)}\frac{\prod_{j=1}^{m}\Gamma(\frac}n-\alpha_{j}}{2})}{\ Gamma^{m} 2个^{1-m}}{v{mn}(mn-\alpha)}\prod_{j=1}^{m-1}乙\biggl(\frac{n(m-j)-\sum{i=j+1}^{m}\alpha{i}}{2},\frac{n-\alpha_{j}}{2\biggr)。\结束{对齐}$$
备注2
根据上述考虑和推论2当我们看到\(\alpha_{j}>0\),\(j=\上划线{1,m}\),条件(15)仅当且仅当\(\alpha_{j}\在(0,n)\中),\(j=\上划线{1,m}\).
2.2关于主要结果的证明[11]
正如我们已经提到的[11]操作员的规范\({\mathcal{H}}:L^{p}({\mathbb{R}}^{n})到L^{p}(}\mathbb{R}}^})通过证明公式进行了很好的计算(4). 在结果的证明中,作者应用了卷积不等式\(\|g*L\|_{L^{p}}\le\|g\|_}L^{p2}}\|L\|{L^}1}}\)在组中\(({\mathbb{R}}_{+},\frac{dt}{t})然而,出现在标准意义上的算子并不是卷积。另一方面,所使用的不等式确实成立。因此,它需要一些与不平等有关的解释,这可能在其他类似情况下有用。也就是说,以下定理成立,其证明类似于卷积算子的证明。有关本地紧凑组和相关主题的一些信息,请参见,例如[15,37].
定理3
让 \(p\in[1,\infty]\),\(L^{p}(G)中的f\),\(L^{1}(g)中的g\),哪里 G公司 是局部紧群 G公司,和 μ 是正确的-不变Haar测度 G公司.然后
$$(f\odot g)(x):=\int_{g}f(xy)g(y)\,d\mu(y)$$
存在 μ 一.e(电子).和
$$\Vert f\odot g\Vert_{L^{p}}\le\Vert f \Vert_}L^{p}}\Vert g\Vert_{L^}}$$
(25)
证明
如果\(p=1\),则结果遵循Fubini定理和测度的右方差μ.如果\(p=\infty\),那么我们有
$$\begin{aligned}\|f\odot g\|_{L^{infty}}={}&\operatorname{ess}\sup_{x\in g}\bigg|\int_{g}f(xy)g(y)\,d\mu(y)\bigg |\le\operator name{ess}\sup_{x\inG}\int_}\big|\big|大|\big(y{g}\|f\|_{L^{infty}}\big|g(y)\big|,d\mu(y)=\|f\ |{L^}\infty{}\|g\ |_{L ^{1}}。\结束{对齐}$$
如果\(p\ in(1,\ infty)\)如果我们使用符号\(p'=p/(p-1)\)然后利用Hölder不等式、Fubini定理、变量的变化和测度的右方差μ,我们有
$$\begin{aligned}\Vert f\odot g\Vert_{L^{p}}^{p{}&=\int_{g}\biggl\Vert\int_{g}f(xy)g(y)\,d\mu(y)\biggr\Vert^{p}\,d\\mu biggr)^{p}\,d\mu(x)\\&=\int_{g}\biggl\bigl\vert g(y)\bigr\vert^{1/p'}\,d\mu p/p'}\,d\mu(x)\\&\le\vert g\vert_{L^{1}}^{p/p'{int_{g}\bigl\vert g(y)\bigr\vert\int_{g}\bidl\vert f(xy)\bigr\vert^{p}\,d\mu(x)\,d\mu(y)\\&=\vert g\vert _{L^{1}}^{p-1}\int _{g}\bigl\vert g(y)\bigr\vert\int _{g}\bigl\vert f(z)\bigr\vert^{p}\,d\mu(z)\,d\mu(y)\\&=\vert f\vert _{L^{p}}^{p}\vert g\vert _{L^{1}}p},\结束{对齐}$$
从中可以看出(25)持有,自\(L^{p}(g)中的f\odot g\)由此可见\((f\odot g)(x))存在μ即□
备注3
不平等(25)也可以通过Minkowski不等式得到。事实上,通过使用不等式和度量的右方差μ,我们有
$$\开始{对齐}\Vert f\odot g\Vert_{L^{p}}&=\biggl(\int_{g}\biggl\Vert\int_{g}f(xy)g(y)\,d\mu \Vert g(y)\bigr\Vert\,d\mu(y)\ biggr)^{p}\,d\mu(x)\biggr\bigl\vert f(xy)\bigr\vert^{p}\,d\mu(x)\biggr f\vert_{L^{p}}\Vertg\vert_}L^{1}}。\结束{对齐}$$
备注4
通过使用不等式(25)与卷积算子对应的结果不同,主要结果的证明[11]清晰完整。