Lipschitz-Nikolski\imath constants and asymptotic simultaneous approximation on theM n -operatorsconstants and asymptotic simultaneous approximation on theM n -operators

This note is a study of approximation of classes of functions and asymptotic simultaneous approximation of functions by theM _n -operators of Meyer-König and Zeller which are defined by $$(M_n f)(x) = (1 - x)^{n + 1} \sum\limits_{k = 0}^\infty {f\left( {\frac{k}{{n + k}}} \right)} \left( \begin{array}{l} n + k \\ k \\ \end{array} \right)x^k , n = 1,2,....$$ Among other results it is proved that for 0<α≤1 $$\mathop {\lim }\limits_{n \to \infty } n^{\alpha /2} \mathop {\sup }\limits_{f \in Lip_1 \alpha } \left| {(M_n f)(x) - f(x)} \right| = \frac{{\Gamma \left( {\frac{{\alpha + 1}}{2}} \right)}}{{\pi ^{1/2} }}\left\{ {2x(1 - x)^2 } \right\}^{\alpha /2} $$ and if for a functionf, the derivativeD ^m+2 f exist at a pointx∈(0, 1), then $$\mathop {\lim }\limits_{n \to \infty } 2n[D^m (M_n f) - D^m f] = \Omega f,$$ where Ω is the linear differential operator given by $$\Omega = x(1 - x)^2 D^{m + 2} + m(3x - 1)(x - 1)D^{m + 1} + m(m - 1)(3x - 2)D^m + m(m - 1)(m - 2)D^{m - 1} .$$      

On the divergence of de la Vallée Poussin means of Fourier series

Пусть {λ _{n 1} ^t8 — монотонн ая последовательнос ть натуральных чисел. Дл я каждой функции fεL(0, 2π) с рядом Фурье строятся обобщенные средние Bалле Пуссена $$V_n^{(\lambda )} (f;x) = \frac{{a_0 }}{2} + \mathop \sum \limits_{k = 1}^n (a_k \cos kx + b_k \sin kx) + \mathop \sum \limits_{k = n + 1}^{n + \lambda _n } \left( {1 - \frac{{k - n}}{{\lambda _n + 1}}} \right)\left( {a_k \cos kx + b_k \sin kx} \right).$$ Доказываются следую щие теоремы.

1. Если λ_n=o(n), то существуе т функция fεL(0, 2π), для кот орой последовательность {V_n ^(λ)(?;x)} расходится почти вс юду.
2. Если λ_n=o(n), то существуе т функция fεL(0, 2π), для кот орой последовательность $$\left\{ {\frac{1}{\pi }\mathop \smallint \limits_{ - \pi /\lambda _n }^{\pi /\lambda _n } f(x + t)\frac{{\sin (n + \tfrac{1}{2})t}}{{2\sin \tfrac{1}{2}t}}dt} \right\}$$ расходится почти всю ду

.     

Regularized sums of half-integer powers of a Sturm-Liouville operator

We investigate the question of the regularized sums of part of the eigenvalues z_n (lying along a direction) of a Sturm-Liouville operator. The first regularized sum is $$\sum\nolimits_{n = 1}^\infty {(z_n - n - \frac{{c_1 }}{n} + \frac{2}{\pi } \cdot z_n arctg \frac{1}{{z_n }} - \frac{2}{\pi }) = \frac{{B_2 }}{2} - c_1 \cdot \gamma + \int_1^\infty {\left[ {R(z) - \frac{{l_0 }}{{\sqrt z }} - \frac{{l_1 }}{z} - \frac{{l_2 }}{{z\sqrt z }}} \right]} } \sqrt z dz,$$ where the z_n are eigenvalues lying along the positive semi-axis, z _n ² =λ_n, $$l_0 = \frac{\pi }{2}, l_1 = - \frac{1}{2}, l_2 = - \frac{1}{4}\int_0^\pi {q(x) dx,} c_1 = - \frac{2}{\pi }l_2 ,$$ , B₂ is a Bernoulli number, γ is Euler's constant, and \(R(z)\) is the trace of the resolvent of a Sturm-Liouville operator.     

On the convolution equation with positive kernel expressed via an alternating measure

We consider the integral convolution equation on the half-line or on a finite interval with kernel $$K(x - t) = \int_a^b {e^{ - \left| {x - t} \right|s} d\sigma (s)} $$ with an alternating measure dσ under the conditions $$K(x) > 0, \int_a^b {\frac{1}{s}\left| {d\sigma (s)} \right| < + \infty } , \int_{ - \infty }^\infty {K(x)dx = 2} \int_a^b {\frac{1}{s}d\sigma (s) \leqslant 1} .$$ The solution of the nonlinear Ambartsumyan equation $$\varphi (s) = 1 + \varphi (s) \int_a^b {\frac{{\varphi (p)}}{{s + p}}d\sigma (p)} ,$$ is constructed; it can be effectively used for solving the original convolution equation.     

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 $$\mathop {\lim }\limits_{n \to \infty } \frac{1}{{n + 1}}\mathop \sum \limits_{k = 0}^n |s_k (x) - f(x)|^{\lambda _k } = 0(f \in H^\omega ,x \in [0;2\pi ]).$$      

Well-posedness of a semilinear heat equation with weak initial data

This article mainly consists of two parts. In the first part the initial value problem (IVP) of the semilinear heat equation $$\begin{gathered} \partial _t u - \Delta u = \left| u \right|^{k - 1} u, on \mathbb{R}^n x(0,\infty ), k \geqslant 2 \hfill \\ u(x,0) = u_0 (x), x \in \mathbb{R}^n \hfill \\ \end{gathered} $$ with initial data in $\dot L_{r,p} $ is studied. We prove the well-posedness when $$1< p< \infty , \frac{2}{{k(k - 1)}}< \frac{n}{p} \leqslant \frac{2}{{k - 1}}, and r =< \frac{n}{p} - \frac{2}{{k - 1}}( \leqslant 0)$$ and construct non-unique solutions for $$1< p< \frac{{n(k - 1)}}{2}< k + 1, and r< \frac{n}{p} - \frac{2}{{k - 1}}.$$ In the second part the well-posedness of the avove IVP for k=2 with μ₀?H ^s (? ⁿ ) is proved if $$ - 1< s, for n = 1, \frac{n}{2} - 2< s, for n \geqslant 2.$$ and this result is then extended for more general nonlinear terms and initial data. By taking special values of r, p, s, and u₀, these well-posedness results reduce to some of those previously obtained by other authors [4, 14].     

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.     

Spectral method for solving nonlinear wave equations

In this paper,we consider the following nonlinear wave equations:(■~2φ)/(■t~2)-(■~2φ)/(■x~2)+μ~2φ+v~2x~2φ+f(|φ|~2)φ=0,(■~2x)/(■t~2-(■~2X)/(■X~2)+α~2x+α~2x+v~2x|φ|~2+g(X)=0with the periodic-initial conditions:φ(x-π,t)=φ(x+π,t),x(x-π,t)=x(x+v,t),φ(x,0)=■_0(x),φ_t(x,0)=■_1(x),X(x,0)=■_0(x),x_t(x,0)=■_1(x),-∞相似文献   

Estimates for the coefficients of univalent functions in terms of the second coefficient

For the coefficients b_n of an odd function \(f(z) = z + \sum\nolimits_{k = 1}^\infty {{}^bk^{z^{2k + 1} } } \) , regular in the unit disk, we obtain the estimate $$|b_n | \leqslant \frac{1}{{\sqrt 2 }}\sqrt {1 + |b_1 |^2 } \exp \frac{1}{2}\left( {\delta + \frac{1}{2}|b_1 |^2 } \right),where \delta = 0.312,$$ (1) from which it follows that ¦b_n¦≤1, if ¦b₁¦≤0.524. It follows from (1) that the coefficients c_n, n = 3, 4,..., of a regular function \(f(2) = z + \sum\nolimits_{k = 2}^\infty {{}^ck^{z^k } } \) , univalent in the unit desk, satisfy $$|c_n | \leqslant \frac{1}{2}\left( {1 + \frac{{|c_2 |^2 }}{4}} \right)n\exp \left( {\delta + \frac{{|c_2 |^2 }}{8}} \right),where \delta = 0.312,$$ in particular, ¦c_n¦≤n, if ¦c₂¦≤1.046.     

On the approximation of conjugate functions from Holder classes by Fejér means

Получены асимптотич еские равенства для в еличин гдеr≧0 — целое, ω(t) — выпу клый модуль непрерыв ности и $$\bar \sigma _n (f;x) = - \frac{1}{\pi } \mathop \smallint \limits_{ - \pi }^\pi f(x + t)\left( {\frac{1}{2}ctg\frac{t}{2} - \frac{1}{{4(n + 1)}}\frac{{\sin (n + 1)t}}{{\sin ^2 \tfrac{1}{2}t}}} \right)dt$$ сумма Фейера функцииf(х), сопряженной сf(x).     

A solution of an integral equation

In this paper an integral equation $$\int\limits_0^\infty {f(u)f\left( {\tfrac{x}{u}} \right)\tfrac{{du}}{u} = g(x)} $$ is studied.     

On the normalizing multiplier of the generalized Jackson kernel

We consider the question of evaluating the normalizing multiplier $$\gamma _{n,k} = \frac{1}{\pi }\int_{ - \pi }^\pi {\left( {\frac{{sin\tfrac{{nt}}{2}}}{{sin\tfrac{t}{2}}}} \right)^{2k} dt} $$ for the generalized Jackson kernel J _n,k (t). We obtain the explicit formula $$\gamma _{n,k} = 2\sum\limits_{p = 0}^{\left[ {k - \tfrac{k}{n}} \right]} {( - 1)\left( {\begin{array}{*{20}c} {2k} \\ p \\ \end{array} } \right)\left( {\begin{array}{*{20}c} {k(n + 1) - np - 1} \\ {k(n - 1) - np} \\ \end{array} } \right)} $$ and the representation $$\gamma _{n,k} = \sqrt {\frac{{24}}{\pi }} \cdot \frac{{(n - 1)^{2k - 1} }}{{\sqrt {2k - 1} }}\left[ {1\frac{1}{8} \cdot \frac{1}{{2k - 1}} + \omega (n,k)} \right],$$ , where $$\left| {\omega (n,k)} \right| < \frac{4}{{(2k - 1)\sqrt {ln(2k - 1)} }} + \sqrt {12\pi } \cdot \frac{{k^{\tfrac{3}{2}} }}{{n - 1}}\left( {1 + \frac{1}{{n - 1}}} \right)^{2k - 2} .$$ .     

On the divergence of Lagrange interpolation processes on a set of second category

В статье даны полные д оказательства следу ющих утверждений. Пустьω — непрерывная неубывающая полуадд итивная функций на [0, ∞),ω(0)=0 и пусть M?[0, 1] — матрица узл ов интерполирования. Если $$\mathop {\lim sup}\limits_{n \to \infty } \omega \left( {\frac{1}{n}} \right)\log n > 0$$ то существует точкаx ₀∈[0,1] и функцияf ∈ С[0,1] таки е, чтоω(f, δ)=О(ω(δ)), для которой $$\mathop {\lim sup}\limits_{n \to \infty } |L_n (\mathfrak{M},f,x_0 ) - f(x_0 )| > 0$$ Если же $$\mathop {\lim sup}\limits_{n \to \infty } \omega \left( {\frac{1}{n}} \right)\log n = \infty$$ , то существуют множес твоE второй категори и и функцияf ∈ С[0,1],ω(f, δ)=o(ω(δ)) та кие, что для всехx∈E $$\mathop {\lim sup}\limits_{n \to \infty } |L_n (\mathfrak{M},f,x)| = \infty$$ . Исправлена погрешно сть, допущенная автор ом в [5], и отмеченная в работе П. Вертеши [9].     

Approximation of the function sign x in the uniform and integral metrics by means of rational functions

Estimates are obtained for the nonsymmetric deviations R_n [sign x] and R_n [sign x]_L of the function sign x from rational functions of degree ≤n, respectively, in the metric $$c([ - 1, - \delta ] \cup [\delta ,1]), 0< \delta< exp( - \alpha \surd \overline n ), \alpha > 0,$$ and in the metric L[?1, 1]: $$\begin{gathered} R_n [sign x] _{\frown }^\smile exp \{ - \pi ^2 n/(2 ln 1/\delta )\} , n \to \infty , \hfill \\ 10^{ - 3} n^{ - 2} \exp ( - 2\pi \surd \overline n )< R_n [sign x_{|L}< \exp ( - \pi \surd \overline {n/2} + 150). \hfill \\ \end{gathered} $$ Let 0 < δ < 1, Δ (δ)=[?1, ? δ] ∪ [δ, 1]; $$\begin{gathered} R_n [f;\Delta (\delta )] = R_n [f] = inf max |f(x) - R(x)|, \hfill \\ R_n [f;[ - 1,1] ]_L = R_n [f]_L = \mathop {inf}\limits_{R(x)} \smallint _{ - 1}^1 |f(x) - R(x)|dx, \hfill \\ \end{gathered} $$ where R(x) is a rational function of order at most n. Bulanov [1] proved that for δ ε [e^?n, e^?1] the inequality $$\exp \left( {\frac{{\pi ^2 n}}{{2\ln (1/\delta }}} \right) \leqslant R_n [sign x] \leqslant 30 exp\left( {\frac{{\pi ^2 n}}{{2\ln (1/\delta + 4 ln ln (e/\delta ) + 4}}} \right)$$ is valid. The lower estimate in this inequality was previously obtained by Gonchar ([2], cf. also [1]).     

A conjecture of Erdős and Reddy and the rational approximation of Mittag-Leffler type functions

Пусть \(f(z) = \mathop \sum \limits_{k = 0}^\infty a_k z^k ,a_0 \ne 0, a_k \geqq 0 (k \geqq 0)\) — целая функци я,π _n — класс обыкновен ных алгебраических мног очленов степени не вы ше \(n,a \lambda _n (f) = \mathop {\inf }\limits_{p \in \pi _n } \mathop {\sup }\limits_{x \geqq 0} |1/f(x) - 1/p(x)|\) . П. Эрдеш и А. Редди высказали пр едположение, что еслиf(z) имеет порядок ?ε(0, ∞) и $$\mathop {\lim sup}\limits_{n \to \infty } \lambda _n^{1/n} (f)< 1, TO \mathop {\lim inf}\limits_{n \to \infty } \lambda _n^{1/n} (f) > 0$$ В данной статье показ ано, что для целой функ ции $$E_\omega (z) = \mathop \sum \limits_{n = 0}^\infty \frac{{z^n }}{{\Gamma (1 + n\omega (n))}}$$ , где выполняется $$\lambda _n^{1/n} (E_\omega ) \leqq \exp \left\{ { - \frac{{\omega (n)}}{{e + 1}}} \right\}$$ , т.е. $$\mathop {\lim sup}\limits_{n \to \infty } \lambda _n^{1/n} (E_\omega ) \leqq \exp \left\{ { - \frac{1}{{\rho (e + 1)}}} \right\}< 1, a \mathop {\lim inf}\limits_{n \to \infty } \lambda _n^{1/n} (E_\omega ) = 0$$ . ФункцияE _ω (z) имеет порядок ?.     

On the convergence rate of the partial sums of positive entire Dirichlet series

Пусть Λ=(λ_n) — возрастаю щая к+∞ последователь ность неотрицательных чис ел, λ₀=0, а S₊(Λ) — класс абсолют но сходящихся в С рядо в Дирихле вида $$F\left( z \right) = \mathop \sum \limits_{k = 0}^\infty a_k \exp \left\{ {z\lambda _k } \right\},$$ где a₀=1 и a_k>0 (k∈N). Положим $$\begin{gathered} S_n \left( z \right) = \mathop \sum \limits_{k = 1}^\infty a_k \exp \left\{ {z\lambda _k } \right\}, \hfill \\ \sigma _n \left( F \right) = \max \left\{ {\frac{1}{{S_n \left( x \right)}} - \frac{1}{{F\left( x \right)}}:x \in R} \right\}. \hfill \\ \end{gathered} $$ Доказано, что для того, чтобы для любой функц ии F∈S₊(Λ) выполнялось равенст во $$\mathop {\lim \sup }\limits_{n \to \infty } \frac{1}{{\ln n}}\ln \frac{1}{{\sigma _n \left( F \right)}} = + \infty ,$$ необходимо и достато чно, чтобы $$\mathop \sum \limits_{n = 1}^\infty \frac{1}{{n\lambda _n }}< + \infty .$$ Аналогичные результ ы получены для различ ных подклассов классаS ₊ (Λ), определяемых условиями на убывани е коэффициентова _n.     

On a strengthened extremal property of the Carathéodory-Fejér functions

Для заданной на едини чной окружности огра ниченной функцииω(ξ) рассматр ивается усложненная задача а ппроксимации аналит ическими функциями: $$\mathop {\inf }\limits_{\varphi \in H^\infty } \left[ {\left\| {\omega - \varphi } \right\| + \mathop \Sigma \limits_{k = 0}^\infty \varepsilon _k \left| {\lambda _k } \right|} \right],$$ где ∥·∥ понимается вL ^∞,ε _k ≧0 — заданные чис ла, $$\mathop \Sigma \limits_{k = 0}^\infty \varepsilon _k< + \infty ,\varphi (z) = \mathop \Sigma \limits_{k = 0}^\infty \lambda _k z^k .$$ Доказывается, что при всех достаточно малы хε _k экстремальной в этой задаче будет функция обычного наилучшего приближения (та же, что и приε _k =0,k=0, 1, ...). В частности, при $$\omega (\zeta ) = \frac{{\gamma _0 }}{{\zeta ^n }} + \frac{{\gamma _1 }}{{\zeta ^{n - 1} }} + ... + \frac{{\gamma _{n - 1} }}{\zeta }$$ экстремальной оказы вается дробь Каратео дори—Фейера. Переход к двойственн ой задаче позволяет получить т очные оценки для клас са интегралов типа Коши, выделяемого огранич ениями, наложенными на велич ины коэффициентов ря да Тейлора.     

An example of a second-order nonhypoelliptic operator with the property of global hypoellipticity

It is proved that the operator $$P \equiv - \frac{{\partial ^2 }}{{\partial x_1^2 }} - \sum\nolimits_{k = 2}^n {\frac{\partial }{{\partial x_k }}\varphi ^2 (x)} \frac{\partial }{{\partial x_k }},$$ where ? ε C^∞(Ω) (Ω is a domain in Rⁿ), {x: ?(x) = 0} is a compactun in Ω which is the closure of its internal points, has the property of global hypoellipticity in Ω, i.e., $$\begin{array}{*{20}c} {v \in D'(\Omega ),} & {Pv \in C^\infty } & {(\Omega ) \Rightarrow \upsilon \in C^\infty (\Omega ).} \\ \end{array} $$ . This operator is not hypoelliptic.