Two inequalities for pseudo-differential operators

Изучается ограничен ность псевдодиффере нциальных операторов на \(L^2 (R^n )\) и на пр остранствах Харди в \(R^n \) . Пусть \(D_k = \{ \xi \in R^n :2^{k - 1} \leqq \left| \xi \right|< 2^k \} , k = 1,2,3, \ldots ,\) и \(D_0 = \{ \xi \in R^n :\left| \xi \right|< 1\} \) . Псевдодиффер енциальный операторP с символом p определяется соотно шением $$Pf(x) = \int\limits_{R^n } {e^{ix \cdot \xi } p(x,\xi )\hat f(\xi )d\xi ,x \in R^n .} $$ Будем говорить, что p пр инадлежит классу \(\bar S_{\varrho ,} {}_\delta (M,N), 0 \leqq \delta ,\varrho \leqq 1\) , ес ли $$\left| {D_x^a p(x,\xi )} \right| \leqq C_a (1 + \left| \xi \right|)^{\delta \left| a \right|} , x,\xi \in R^n ,\left| a \right| \leqq M,$$ и $$\int\limits_{D_k } {\left| {D_x^a D_\xi ^\beta p(x,\xi )} \right|d\xi \leqq C_{a\beta } 2^{kn} 2^{k(\delta |a| - \varrho |\beta |)} , x} \in R^n , k = 0,1,2, \ldots ;|a| \leqq M, |\beta | \leqq N.$$ Изучаются условия, ко торым должны удовлет ворять ?. δ,M иN, чтобы для каждого символа \(p \in \bar S_\varrho , {}_\delta (M,N)\) соответствующий оп ераторP был ограниче н на \(L^2 (R^n )\) . Далее, пусть \(p \in S_\varrho , {}_\delta \) , если дл я всех мультииндексо в а и β выполнено условие $$|D_x^a D_\xi ^\beta p(x,\xi )| \leqq C_{a\beta } (1 + |\xi |)^{\delta |\alpha | - \varrho |\beta |} , x,\xi \in R^n .$$ Доказывается, что при 0≦δ<1 операторP отображ ает пространство Харди \(H^p (R^n )\) в локальное пространство Харди ? ^p , если символp принадл ежит классуS ₁, δ.     

Hölder estimate for the solution of degenerate parabolic equations

Consider the degenerate parabolic equations of the type $$u_t = div A(x,t,u,Du) + b(x,t,u,Du)$$ which is of the same nature as $$u_t = div|Du|^p Du + |Du|^{p + 2} (p > 2).$$ This paper is to study the \(C^{1 + \alpha } ,\frac{{1 + \alpha }}{2}\) Hölder continuity of a class of degenerate parabolic equations and the existence and uniqueness of the initial boundary value problem.     

On the approximation by de la Vallée Poussin sums and interpolatory polynomials in Lipschitz norms

ПустьM ^m,α - множество 2π-п ериодических функци йf с конечной нормой $$||f||_{p,m,\alpha } = \sum\limits_{k = 1}^m {||f^{(k)} ||_{_p } + \mathop {\sup }\limits_{h \ne 0} |h|^{ - \alpha } ||} f^{(m)} (o + h) - f^{(m)} (o)||_{p,} $$ где1 ≦ p ≦ ∞, 0≦α≦1. Рассмотр им средние Bалле Пуссе на $$(\sigma _{n,1} f)(x) = \frac{1}{\pi }\int\limits_0^{2x} {f(u)K_{n,1} (x - u)du} $$ и $$(L_{n,1} f)(x) = \frac{2}{{2n + 1}}\sum\limits_{k = 1}^{2n} {f(x_k )K_{n,1} } (x - x_k ),$$ де0≦l≦n и x _k=2kπ/(2n+1). В работе по лучены оценки для вел ичин \(||f - \sigma _{n,1} f||_{p,r,\beta } \) и $$||f - L_{n,1} f||_{p,r,\beta } (r + \beta \leqq m + \alpha ).$$      

Partial regularity for quasilinear nonuniformly elliptic systems of the general type

We establish the partial C^1,α-regularity of weak solutions of nonhomogeneous nonuniformly elliptic systems of the type $$ - \frac{\partial }{{\partial x_\alpha }}A_\alpha ^i (x,u,u_x ) = B^i (x,u,u_x ),{\text{ }}i = 1,...,n$$ . The system of Euler equations of the variational problem of finding a minimum of the integral $\int\limits_\Omega {\mathcal{F}(u_x )dx} $ with an integrand of the type $$\mathcal{F}(p) = a|p|^2 + b|p|^m + \sqrt {1 + \det ^2 p,} {\text{ }}a > 0,{\text{ }}b > 0$$ , for b large enough, is a typical example of systems under consideration. Bibliography: 11 titles.     

On the Fourier coefficients of contracted functions

РАБОтА пОсВьЩЕНА ИжУ ЧЕНИУ сВьжИ кОЁФФИцИ ЕНтОВ ФУРьЕ ФУНкцИИ ?(x) И g(x) тАкИх ЧтО (1) $$\parallel \Delta _h^m g(x)\parallel _{L^2 } \leqq \parallel \Delta _h^m f(x)\parallel _{L^2 } $$ Дль ВськОгОh≧0 И НЕкОт ОРОгОт. пОкАжАНО, ЧтО сУЩЕстВ УУт НЕпРЕРыВНыЕ ФУНк цИь ?(x) Иg(x), УДОВлЕтВОРьУЩИЕ сОО т-НОшЕНИУ (1), И тАкИЕ, ЧтО $$\mathop \sum \limits_{n = 0}^\infty [a_n^2 (f) + b_n^2 (f)]^{\alpha /2}< \infty $$ Дль ВськОгО α>0 И $$\mathop \sum \limits_{n = 0}^\infty [a_n^2 (g) + b_n^2 (g)]^{\beta /2} = \infty $$ Дль ВськОгОΒ<2. АНАлОгИЧНыИ РЕжУльт Ат ДОкАжыВАЕтсь И Дль пЕРИОДИЧЕскИх МУльт ИплИкАтИВНых ОР-тОНО РМИРОВАННых сИстЕМ.     

Removable singular sets for equations of the form\sum {\tfrac{\partial }{{\partial x_i }}a_{ij} (x)\tfrac{{\partial u}}{{\partial x_j }} = f(x,u,\nabla u)}

The following uniformly elliptic equation is considered: $$\sum {\tfrac{\partial }{{\partial x_i }}a_{ij} (x)\tfrac{{\partial u}}{{\partial x_j }} = f(x,u,\nabla u)} , x \in \Omega \subset R^n ,$$ with measurable coefficients. The function f satisfies the condition $$f(x, u, \nabla u) u \geqslant C|u|^{\beta _1 + 1} |\nabla u|^{\beta _1 } , \beta _1 > 0, 0 \leqslant \beta _2 \leqslant 2, \beta _1 + \beta _2 > 1$$ . It is proved that if u(x) is a generalized (in the sense of integral identity) solution in the domain ΩK, where the compactum K has Hausdorff dimension α, and if \(\frac{{2\beta _1 + \beta _2 }}{{\beta _1 + \beta _2 - 1}}< n - \alpha \) , u(x) will be a generalized solution in the domain ω. Moreover, the sufficient removability conditions for the singular set are, in some sense, close to the necessary conditions.     

On orthogonal polynomials

Пустьw(х)∈L[-1, +1] — неотрица тельная функция така я, что $$\frac{{\log ^ + \frac{1}{{w(x)}}}}{{\sqrt {1 - x^2 } }} \in L[ - 1, + 1]$$ и пусть {(р _n (х)} — много члены, ортогональные и нормированные с весо мw(x). Мы доказываем следующие две теорем ы, являющиеся обобщен ием одного известного результа та Н. Винера. I. Для каждого δ, 0<δ<1, суще ствует числоB=B(δ, w) тако е, что если $$f_N (x) = \sum\limits_{j = 1}^N {a_j p_{v_j } (x)} $$ причем выполнено сле дующее условие лакун арности $$\begin{gathered} v_{j + 1} - v_j \geqq B(\delta ,w) (j = 1,2,...,N - 1), \hfill \\ v_1 \geqq B(\delta ,w) \hfill \\ \end{gathered} $$ , то для некоторого С(δ, w) и всехh и δ, для которых $$ - 1 \leqq h - \delta< h + \delta \leqq + 1$$ , имеет место неравенс тво $$\int\limits_{ - 1}^1 {|f_N (x)|^2 w(x)dx \leqq C(\delta ,w)} \int\limits_{h - \delta }^{h + \delta } {|f_N (x)|^2 w(x)dx} $$ каковы бы ни былиa _j ,N и h. II. Если формальный ряд $$\sum\limits_{j = 1}^\infty {b_j p_{\mu _j } (x)} $$ удовлетворяет услов ию лакунарности μ_j+1-μ_j→∞ и суммируем, например, м етодом Абеля на произвольно малом отрезке [а, Ь] ?[0,1] к ф ункцииf(x) такой, что \(f(x)\sqrt {w(x)} \in L_2 [a,b]\) , то $$\sum\limits_j {|b_j |^2< \infty } $$ Теорема I — это первый ш аг в направлении проб лемы типа Мюнтца-Саса о замкнут ости подпоследовательно сти pv_j(x)} последовател ьности {р_n(х)} на отрезке [а, Ь] в метрике С[а, Ь] (см. теорему II стать и).     

A new characterization of the Poisson distribution

In this note we show that an infinitely divisible (i.d.) distribution function F is Poisson if and only if it satisfies the conditions F(+0) > 0, for any 0 < ∈ < 1 $$\int_{ - \infty }^{I - E} {\frac{{\left| x \right|}}{{1 + \left| x \right|}}} dF = 0$$ and for any 0 < β < 1 $$\int_0^\infty {e^{\alpha xln(x + 1)} } dF< \infty $$      

On linear summation methods of Fourier series

Получены новые оценк иL-нормы тригонометр ических полиномов $$T_n (t) = \frac{{\lambda _0 }}{2} + \mathop \sum \limits_{k = 1}^n \lambda _k \cos kt$$ в терминах коэффицие нтовλ _k и их разностейΔλ _k=λ _k?λ _k?1: (1) $$\mathop \smallint \limits_{ - \pi }^\pi |T_n (t)|dt \leqq \frac{c}{n}\mathop \sum \limits_{k = 0}^n |\lambda _\kappa | + c\left\{ {x(n,\varphi )\mathop \sum \limits_{k = 0}^n \Delta \lambda _\kappa \mathop \sum \limits_{l = 0}^n \Delta \lambda _l \delta _{\kappa ,l} (\varphi )} \right\}^{{1 \mathord{\left/ {\vphantom {1 2}} \right. \kern-\nulldelimiterspace} 2}} ,$$ где $$\kappa (n,\varphi ) = \mathop \smallint \limits_{1/n}^\pi [t^2 \varphi (t)]^{ - 1} dt, \delta _{k,1} (\varphi ) = \mathop \smallint \limits_0^\infty \varphi (t)\sin \left( {k + \frac{1}{2}} \right)t \sin \left( {l + \frac{1}{2}} \right)t dt,$$ a ?(t) — произвольная фун кция ≧0, для которой опр еделены соответствующие инт егралы. Из (1) следует, что методы $$\tau _n (f;t) = (N + 1)^{ - 1} \mathop \sum \limits_{k = 0}^{\rm N} S_{[2^{k^\varepsilon } ]} (f;t), n = [2^{N\varepsilon } ],$$ являются регулярным и для всех 0<ε≦1/2. ЗдесьS _m (f, x) частные суммы ряда Фу рье функцииf(x). В статье исследуется многомерный случай. П оказано, что метод суммирования (о бобщенный метод Рисса) с коэффиц иентами $$\lambda _{\kappa ,l} = (R^v - k^\alpha - l^\beta )^\delta R^{ - v\delta } (0 \leqq k^\alpha + l^\beta \leqq R^v ;\alpha \geqq 1,\beta \geqq 1,v< 0)$$ является регулярным, когда δ > 1.     

On the strong summation of Fourier series with variable exponents

Пустьf 2π-периодическ ая суммируемая функц ия, as _k (x) еë сумма Фурье порядк аk. В связи с известным ре зультатом Зигмунда о сильной суммируемости мы уст анавливаем, что если λn→∞, то сущес твует такая функцияf, что почти всюду $$\mathop {\lim \sup }\limits_{n \to \infty } \left\{ {\frac{1}{n}\mathop \sum \limits_{k = n + 1}^{2n} |s_k (x) - f(x)|^{\lambda _{2n} } } \right\}^{1/\lambda _{2n} } = \infty .$$ Отсюда, в частности, вы текает, что если λn?∞, т о существует такая фун кцияf, что почти всюду $$\mathop {\lim \sup }\limits_{n \to \infty } \left\{ {\frac{1}{n}\mathop \sum \limits_{k = 0}^n |s_k (x) - f(x)|^{\lambda _k } } \right\}^{1/\lambda _n } = \infty .$$ Пусть, далее, ω-модуль н епрерывности и $$H^\omega = \{ f:\parallel f(x + h) - f(x)\parallel _c \leqq K_f \omega (h)\} .$$ . Мы доказываем, что есл и λ _n ?∞, то необходимым и достаточным условие м для того, чтобы для всехf∈H ^ω выполнялос ь соотношение $$\mathop {\lim }\limits_{n \to \infty } \left\{ {\frac{1}{n}\mathop \sum \limits_{k = n + 1}^{2n} |s_k (x) - f(x)|^{\lambda _n } } \right\}^{1/\lambda _n } = 0(x \in [0;2\pi ])$$ является условие $$\omega \left( {\frac{1}{n}} \right) = o\left( {\frac{1}{{\log n}} + \frac{1}{{\lambda _n }}} \right).$$ Это же условие необхо димо и достаточно для того, чтобы выполнялось соотнош ение $$\mathop {\lim }\limits_{n \to \infty } \frac{1}{{n + 1}}\mathop \sum \limits_{k = 0}^n |s_k (x) - f(x)|^{\lambda _k } = 0(f \in H^\omega ,x \in [0;2\pi ]).$$      

A maximum principle for time-lag control problems with bounded state

A maximum principle is obtained for control problems involving a constant time lag τ in both the control and state variables. The problem considered is that of minimizing $$I(x) = \int_{t^0 }^{t^1 } {L (t,x(t), x(t - \tau ), u(t), u(t - \tau )) dt} $$ subject to the constraints 1 $$\begin{gathered} \dot x(t) = f(t,x(t),x(t - \tau ),u(t),u(t - \tau )), \hfill \\ x(t) = \phi (t), u(t) = \eta (t), t^0 - \tau \leqslant t \leqslant t^0 , \hfill \\ \end{gathered} $$ 1 $$\psi _\alpha (t,x(t),x(t - \tau )) \leqslant 0,\alpha = 1, \ldots ,m,$$ 1 $$x^i (t^1 ) = X^i ,i = 1, \ldots ,n$$ . The results are obtained using the method of Hestenes.     

Mean value of weyl sums

We give a simple proof of a mean value theorem of I. M. Vinogradov in the following form. Suppose P, n, k, τ are integers, P≥1, n≥2, k≥n (τ+1), τ≥0. Put $$J_{k,n} (P) = \int_0^1 \cdots \int_0^1 {\left| {\sum\nolimits_{x = 1}^P {e^{2\pi i(a_1 x + \cdots + a_n x^n )} } } \right|^{2k} da_1 \ldots da_n .} $$ Then $$J_{k,n} \leqslant n!k^{2n\tau } n^{\sigma n^2 u} \cdot 2^{2n^2 \tau } P^{2k - \Delta } ,$$ where $$\begin{gathered} u = u_\tau = min(n + 1,\tau ), \hfill \\ \Delta = \Delta _\tau = n(n + 1)/2 - (1 - 1/n)^{\tau + 1} n^2 /2. \hfill \\ \end{gathered} $$      

Integral representations for some classes of functions holomorphic in a strip or in a half-plane

В данной работе рассм атриваются классы фу нкцийf(z), голоморфные в област иa (?∞<a<b≦+∞) приp≧1 иs≧0, и у довлетворяющие одному из следующих условий:

1. Еслиb≦+∞, то $$\int\limits_a^b {(\int\limits_{ - \infty }^{ + \infty } {\left| {f\left( {x + iy} \right)} \right|^p } dy)^s dx< + \infty .} $$
2. Еслиb=+∞, иa=0, то $$\int\limits_0^u {(\int\limits_{ - \infty }^{ + \infty } {\left| {f\left( {x + iy} \right)} \right|^p } dy)^s dx \leqq \varrho \left( u \right), u > 0,} $$ где?(u) — функция опред еленного роста.

Результаты работы су щественно обобщают т еорему Пэли—Винера о параме трическом представлений класс аH ₂ на полуплоскости.     

Solvability of the Dirichlet problem for degenerate quasilinear elliptic equations

In a bounded domain of the n -dimensional (n?2) space one considers a class of degenerate quasilinear elliptic equations, whose model is the equation $$\sum\limits_{i = 1}^n {\frac{{\partial F}}{{\partial x_i }}} (a^{\ell _i } (u)\left| {u_{x_i } } \right|^{m_i - 2} u_{x_i } ) = f(x),$$ where x =(x₁,..., x_r), l_i?0, m_i>1, the function f is summable with some power, the nonnegative continuous function a(u) vanishes at a finite number of points and satisfies \(\frac{{lim}}{{\left| u \right| \to \infty }}a(u) > 0\) . One proves the existence of bounded generalized solutions with a finite integral $$\int\limits_\Omega {\sum\limits_{i = 1}^n {a^{\ell _i } (u)\left| {u_{x_i } } \right|^{m_i } dx} }$$ of the Dirichlet problem with zero boundary conditions.     

Scattering theory for elliptic operators of arbitrary order

We prove the main theorems of scattering theory for selfadjoint elliptic partial differential operators of arbitrary order. Under various hypotheses we show that the wave operators exist and are complete, that the intertwining relations hold, and that the invariance principle holds. One of our main hypotheses is that each lower order coefficientq(x) satisfies. $$(1 + \left| x \right|)^\alpha \int\limits_{\left| {x - y} \right|< a} {\left| {q(y)} \right|dy \in L^p (E^n )}$$ for some α≥0,a>0 and forp≤∞ such that $$\alpha > 1 - \frac{{2n}}{{(n + 1)p}}$$      

Fractional eigenvalues

We study the non-local eigenvalue problem $$\begin{aligned} 2\, \int \limits _{\mathbb{R }^n}\frac{|u(y)-u(x)|^{p-2}\bigl (u(y)-u(x)\bigr )}{|y-x|^{\alpha p}}\,dy +\lambda |u(x)|^{p-2}u(x)=0 \end{aligned}$$ for large values of $p$ and derive the limit equation as $p\rightarrow \infty $ . Its viscosity solutions have many interesting properties and the eigenvalues exhibit a strange behaviour.     

An asymptotically optimal maximal inequality

Доказывается следую щая теорема Пусть φ(t) — неубывающая па [0,+∞] непрерывная сле ва функция, φ(0)=0.Пусть дале е \(\Phi (t) = \mathop \smallint \limits_0^t \varphi (s) ds u \mathop {sup}\limits_{t > 0} \frac{{t\varphi (t)}}{{\Phi (t)}}< \infty \) .Если X ₁ Х ₂, ... —такая последовательность случайных величин, что $$E\left( {\Phi \left( {\left| {\mathop \sum \limits_{i = m + 1}^{m + n} X_i } \right|} \right)} \right) \leqq g^\alpha (F_{m, n} ) (m \geqq 0, n \geqq 1)$$ , где α>1, а g(F_m,n) — некоторый функционал, зависящи й от совместного распред еления X_i и удовлетворяющий ус ловиям $$g(F_{m, n} ) + g(F_{m + k, n} ) \leqq g(F_{m, n + k} ) (m \geqq 0, n \geqq 1, k \geqq 1)$$ ,k ≧1), moсправедливы оценки $$E\left( {\Phi \left( {\mathop {\max }\limits_{1 \leqq k \leqq n} \left| {\mathop \sum \limits_{i = m + 1}^{m + n} X_i } \right|} \right)} \right) = Kg^\alpha (F_{m, n} ) (m \geqq 0, n \geqq 1)$$ ,где множитель К конеч ен и не зависит от т. п.     

An asymptotic Cauchy problem for the Laplace equation

The Cauchy problem for the Laplace operator $$\sum\limits_{k = 1}^\infty {\frac{{\left| {\hat f(n_k )} \right|}}{k}} \leqslant const\left\| f \right\|1$$ is modified by replacing the Laplace equation by an asymptotic estimate of the form $$\begin{gathered} \Delta u(x,y) = 0, \hfill \\ u(x,0) = f(x),\frac{{\partial u}}{{\partial y}}(x,0) = g(x) \hfill \\ \end{gathered} $$ with a given majoranth, satisfyingh(+0)=0. Thisasymptotic Cauchy problem only requires that the Laplacian decay to zero at the initial submanifold. It turns out that this problem has a solution for smooth enough Cauchy dataf, g, and this smoothness is strictly controlled byh. This gives a new approach to the study of smooth function spaces and harmonic functions with growth restrictions. As an application, a Levinson-type normality theorem for harmonic functions is proved.     

Existence and uniqueness of a regular solution of the Cauchy-Dirichlet problem for a class of doubly nonlinear parabolic equations

The class of equations of the type (1) $$\partial u/\partial t - div\overrightarrow a (u,\nabla u) = f,$$ such that (2) $$\begin{array}{l} \overrightarrow a (u,p) \cdot p \ge v_0 |u|^l |p|^m - \Phi _0 (u), \\ |\overrightarrow a (u,p)| \le \mu _1 |u|^l |p|^{m - 1} + \Phi _1 (u) \\ \end{array}$$ with some m ∈ (1,2), l≥0, and Φ _i (u)≥0 is studied. Similar equations arise in the study of turbulent filtration of gas or liquid through porous media. Existence and uniqueness in some class of Hölder continuous generalized solutions of the Cauchy-Dirichlet problem for equations of the type (1), (2), is proved. Bibliography: 9 titles.