493 |
ГЛ. X. ОБОБЩЕННЫЕ ФУНКЦИИ |
|
где |
q — число отрицательных членов |
в канонической записи |
формы Q. |
|
|
|
Через Knl2+S[c Ш + Ю)Ч обозначают |
правильную часть рас- |
(Q + /О)2 ( 2 +
сматриваемой обобщенной функции при %— s.
Ли т е р а т у р а : [12].
5.Обобщенные функции на гладких поверхностях. Пусть по
верхность |
S |
в |
и-мерном пространстве задается |
уравнением |
|
Р ( х и |
..., |
х п ) = |
0 , где Р — бесконечно дифференцируемая функ |
||
ция, |
такая, |
что |
grad Р Ф 0 при Р — 0 (т. е. на |
поверхности |
|
Р — |
0 нет особых точек). Обобщенную функцию б( Р ) опреде |
||||
ляют следующим образом. В достаточно малой окрестности Ux любой точки х поверхности S вводят новые координаты, поло жив «1 = Р и выбрав остальные координаты иг, .... ип произ
вольно, с тем лишь ограничением, что якобиан D ^ j отличен
от нуля в Ux■Если функция <р(х) обращается в нуль вне Ux, то полагают
(б (Р ), <р) = |
J Ф (0, и2, .... ип) du2 ... dun, |
||
где |
|
|
|
Ф (Mi, ••. > ип) = |
ф , (U[, . . . , |
ип) D ^ иj , |
|
Ф1 (U\y . . . , |
Un) = |
ф (X\9 . . . ) |
xn). |
В общем случае разлагают функцию ф(х) на слагаемые щ ( х ) 9 обращающиеся в нуль вне окрестностей UXh-
Можно показать, что обобщенная функция б(Р) зависит только от функции Р, но не зависит от выбора координат ии ... , ип- Эту функцию можно определить также следующим образом. Пусть 0(Р) — обобщенная функция
|
|
|
(0 (Р), |
ф) = |
J ф (х) dx. |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
Р > О |
|
|
Тогда б(Р) = |
0f(Р) |
в том смысле, что для любого j |
|||||||
|
|
|
|
дВ(Р) |
дР |
|
|
||
|
|
|
|
дх. |
|
= |
i r W |
|
|
Для |
обобщенных |
Ч |
|
”л! |
|
|
|||
функций |
6(ft>(Р) |
полагают (б(А) (Р), ф) = |
|||||||
== (- 1)^ |
J ф ^Ч°.v |
«о |
un)du2 |
du . |
Всякий |
функционал f |
|||
вида |
|
s |
|
|
J aV r |
|
|
||
tf. ф) = |
|
|
dxxl |
dxn |
|||||
§ 4. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ФУРЬЕ ОБОБЩЕННЫХ ФУНКЦИЙ |
499 |
§4. Преобразование Фурье обобщенных функций
1.Мультипликаторы и свертыватели. В главе II, § 1, п. 4
дано определение преобразования Фурье обобщенных функций, рассматриваемых как функционалы над линейным простран ством Е, плотно вложенным в S. Это преобразование опреде ляется формулой
(Р, ф) = (F, ф),
где ф— преобразование Фурье основной функции ф.
Есть иное определение преобразования Фурье обобщенных и быстро растущих функций. Пространства растущих функций интерпретируются как пространства мультипликаторов в некото рых пространствах быстро убывающих бесконечно дифференци руемых функций.
Пусть Ф и W — линейные топологические локально выпуклые пространства функций или функционалов, и Ь(Ф, 4я)— простран ство линейных непрерывных операторов из Ф в W с топологией ограниченной сходимости. Пусть М(Ф, 4я) — замыкание в £(ф, 4я) пространства операторов умножения на функции из S. Например, M(Dt D) — пространство С°° всех бесконечно диффе ренцируемых функций, M (S ,S ) — пространство бесконечно диф ференцируемых функций, имеющих вместе с производными лю бого порядка степенной рост, M (Z ,Z )— пространство целых аналитических функций экспоненциального типа, имеющих на
вещественной оси степенной рост (вместе |
со всеми производ |
|
ными). |
|
операторов свертки |
Пусть С(Фу4я) — замыкание в Ь(Ф, 4я) |
||
с функциями из S. Например, C(S,S) — пространство линейных |
||
функционалов в S, |
т. е. S'. Элементы из М(Ф, 4я) называются |
|
мультипликаторами |
(из Ф в ? ) , а элементы из С(Ф, 4я)— свер- |
|
тывателями. Топология в М(Ф, 4я) и С(Ф, 4я) задается тополо гией пространства £(Ф, 4я). Для краткости М(Ф, Ф) обознача ется через М(Ф), а С(Ф, Ф) через С(Ф).
Пусть пространство Ф состоит из непрерывных суммируе
мых функций и через Ф обозначено пространство преобразо ваний Фурье функций из Ф, а через Ф* — сильно сопряжен
ное с Ф пространство. Топология в Ф индуцируется тополо
гией в Ф. Преобразованием Фурье |
оператора % из £(Ф, 40 |
||
называют оператор |
% из |
Ь(Ф, 40, определяемый равенством |
|
х(ф) = %(ф) (ф е Ф)- |
Таким |
образом, |
L (Ф, 4я) « L (Ф, 40. При |
этом изоморфизме |
|
|
|
М(Ф, 40~ С (Ф , чо
и, в частности, М(Ф) « С(Ф).
500 |
ГЛ X. ОБОБЩЕННЫЕ ФУНКЦИИ |
|
|
Определим |
оператор Xf |
умножения на /, |
действующий из |
W* в Ф*, как оператор, сопряженный оператору %. умножения |
|||
на /, действующему из Ф в |
Отображение |
непрерыв |
|
но. Если в Ф определено и ограничено отображение ф-*ф, то
соответствие |
%.—>Х^ порождает |
непрерывное вложение |
|
М(Ф, 4я) —►Л1 |
Ф*). Если, кроме |
того, Ф и Т рефлексивны, |
|
то |
М(Ф, 4я) ~ |
М (У \ Ф*), |
|
|
|||
|
С(Ф, 4я) ~ |
С (4я*, Ф*). |
|
Отметим еще, что
М {М (Ф)) « М (Ф), С(С(Ф))«С(Ф).
Л и т е р а т у р а : [13], [308].
2. Пространство типов S и <ЁГ. Пространство S замкнуто от носительно операций умножения на независимые переменные, дифференцирования, умножения и свертки - функций. Построен широкий класс пространств, обладающих указанными свойст вами. Пусть
|
|
|
-а, А м' |
|
1/а\ |
т |
Г |
) ’ |
|
“ > |
|||
|
|
|
- ( т |
| |
|
||||||||
|
|
|
е 0, А |
|
1, |
| * | < Л , |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
оо, |
| х | > |
Л. |
|
|
|
|
|
||
Через |
5а, а |
обозначают банахово |
пространство, |
состоящее |
|||||||||
из |
бесконечно |
дифференцируемых |
функций, |
для |
которых |
ко |
|||||||
нечна норма |
|
|
|
|
Ф(<?) (*) |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
I ф IU = |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
su p еа, А(х) |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
X, и |
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
через St', а — пространство |
бесконечно |
дифференцируемых |
||||||||||
функций, имеющих конечную норму |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
IIФ11®^ = |
sup |
о—1 |
(х) |
(х) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
х, q |
А |
|
BQqqb |
|
|
|
|
|
|
Здесь для |
краткости |
положено |
Bq = B^q\ q<® = \ <7|Р|<71, где |
|||||||||
| <7 1= <7i + ... |
+<7n. |
<7= |
(<7i> •••» Яп)- |
Функции |
из |
этих |
про |
||||||
странств |
бесконечно |
дифференцируемы. При а = |
0 |
функции |
|||||||||
пространства |
Ifo, а рассматриваются лишь |
при | х | < Л . Функ |
|||||||||||
ции |
из 5а, л |
убывают не медленнее экспоненты |
порядка |
1/а, |
|||||||||
а при а = |
0 равны нулю вне шара | |
х | < |
Л Функции. |
из S’a,а |
|||||||||
растут не быстрее экспоненты порядка |
1/а. При р < |
1 |
функции- |
||||||||||