О комплексной проблеме моментов на радиальных лучах

The complex moment problem in the case when the support of the measure lies on the algebraic curves PN = {z є C : z^N-ž^N = 0}, N = 1, 2, 3,..., is studied. For N = 2, 3 the necessary and sufficient conditions of solvability are obtained and all solutions of the problem are described. It is shown ho...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2005
Автор: Загороднюк, С.М.
Формат: Стаття
Мова:Russian
Опубліковано: Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України 2005
Назва видання:Журнал математической физики, анализа, геометрии
Онлайн доступ:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/106566
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:О комплексной проблеме моментов на радиальных лучах / С.М. Загороднюк // Журнал математической физики, анализа, геометрии. — 2005. — Т. 1, № 1. — С. 74-92. — Бібліогр.: 8 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-106566
record_format dspace
spelling irk-123456789-1065662016-10-03T13:13:34Z О комплексной проблеме моментов на радиальных лучах Загороднюк, С.М. The complex moment problem in the case when the support of the measure lies on the algebraic curves PN = {z є C : z^N-ž^N = 0}, N = 1, 2, 3,..., is studied. For N = 2, 3 the necessary and sufficient conditions of solvability are obtained and all solutions of the problem are described. It is shown how this problem for arbitrary N is connected with the Hamburger moment problem with parameters. Изучается комплексная проблема моментов в том случае, когда но- ситель меры сосредоточен на алгебраических кривых PN = {z є C : z^N-ž^N = 0},, N=1, 2, 3... . Для N = 2, 3 получены необходимые и достаточные условия разрешимости и описаны все решения задачи. Показано, как данная задача для произвольного N связывается с проблемой моментов Гамбургера с параметрами. 2005 Article О комплексной проблеме моментов на радиальных лучах / С.М. Загороднюк // Журнал математической физики, анализа, геометрии. — 2005. — Т. 1, № 1. — С. 74-92. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. 1812-9471 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/106566 ru Журнал математической физики, анализа, геометрии Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
description The complex moment problem in the case when the support of the measure lies on the algebraic curves PN = {z є C : z^N-ž^N = 0}, N = 1, 2, 3,..., is studied. For N = 2, 3 the necessary and sufficient conditions of solvability are obtained and all solutions of the problem are described. It is shown how this problem for arbitrary N is connected with the Hamburger moment problem with parameters.
format Article
author Загороднюк, С.М.
spellingShingle Загороднюк, С.М.
О комплексной проблеме моментов на радиальных лучах
Журнал математической физики, анализа, геометрии
author_facet Загороднюк, С.М.
author_sort Загороднюк, С.М.
title О комплексной проблеме моментов на радиальных лучах
title_short О комплексной проблеме моментов на радиальных лучах
title_full О комплексной проблеме моментов на радиальных лучах
title_fullStr О комплексной проблеме моментов на радиальных лучах
title_full_unstemmed О комплексной проблеме моментов на радиальных лучах
title_sort о комплексной проблеме моментов на радиальных лучах
publisher Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
publishDate 2005
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/106566
citation_txt О комплексной проблеме моментов на радиальных лучах / С.М. Загороднюк // Журнал математической физики, анализа, геометрии. — 2005. — Т. 1, № 1. — С. 74-92. — Бібліогр.: 8 назв. — рос.
series Журнал математической физики, анализа, геометрии
work_keys_str_mv AT zagorodnûksm okompleksnojproblememomentovnaradialʹnyhlučah
first_indexed 2025-07-07T18:38:58Z
last_indexed 2025-07-07T18:38:58Z
_version_ 1837014491212021760
fulltext Æóðíàë ìàòåìàòè÷åñêîé ôèçèêè, àíàëèçà, ãåîìåòðèè 2005, ò. 1, � 1, c. 74�92 Î êîìïëåêñíîé ïðîáëåìå ìîìåíòîâ íà ðàäèàëüíûõ ëó÷àõ Ñ.Ì. Çàãîðîäíþê Ìåõàíèêî-ìàòåìàòè÷åñêèé ôàêóëüòåò Õàðüêîâñêèé íàöèîíàëüíûé óíèâåðñèòåò èì. Â.Í. Êàðàçèíà ïë. Ñâîáîäû, 4, Õàðüêîâ, 61077, Óêðàèíà E-mail:Sergey.M.Zagorodnyuk@univer.kharkov.ua Ñòàòüÿ ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 19 àïðåëÿ 2004 ã. Èçó÷àåòñÿ êîìïëåêñíàÿ ïðîáëåìà ìîìåíòîâ â òîì ñëó÷àå, êîãäà íî- ñèòåëü ìåðû ñîñðåäîòî÷åí íà àëãåáðàè÷åñêèõ êðèâûõ PN = fz 2 C : zN � zN = 0g, N = 1; 2; 3; : : : . Äëÿ N = 2; 3 ïîëó÷åíû íåîáõîäèìûå è äîñòàòî÷íûå óñëîâèÿ ðàçðåøèìîñòè è îïèñàíû âñå ðåøåíèÿ çàäà÷è. Ïîêàçàíî, êàê äàííàÿ çàäà÷à äëÿ ïðîèçâîëüíîãî N ñâÿçûâàåòñÿ ñ ïðî- áëåìîé ìîìåíòîâ Ãàìáóðãåðà ñ ïàðàìåòðàìè. Âèâ÷à¹òüñÿ êîìïëåêñíà ïðîáëåìà ìîìåíòiâ ó òîìó âèïàäêó, êîëè íî- ñié ìiðè ðîçòàøîâàíèé íà àëãåáðà¨÷íèõ êðèâèõ PN = fz 2 C : zN �zN = 0g, N = 1; 2; 3; : : : . Äëÿ N = 2; 3 îäåðæàíî íåîáõiäíi òà äîñòàòíi óìîâè ðîçâ'ÿçíîñòi òà îïèñàíî âñi ðîçâ'ÿçêè çàäà÷i. Ïîêàçàíî, ÿê äàíà çàäà- ÷à äëÿ äîâiëüíîãî N ïîâ'ÿçó¹òüñÿ ç ïðîáëåìîþ ìîìåíòiâ Ãàìáóðãåðà ç ïàðàìåòðàìè. Êàê èçâåñòíî, êîìïëåêñíàÿ ïðîáëåìà ìîìåíòîâ (ñì. [1, 2]) ñîñòîèò â íà- õîæäåíèè ïîçèòèâíîé, áîðåëåâñêîé ìåðû � â êîìïëåêñíîé ïëîñêîñòè òàêîé, ÷òî Z C z m z n �(dz) = cm;n; m; n 2 Z+; (1) ãäå fcm;ng1n;m=0 � çàäàííàÿ ïîñëåäîâàòåëüíîñòü êîìïëåêñíûõ ÷èñåë. Äëÿ äàííîé çàäà÷è, â ÷àñòíîñòè, áûëè óñòàíîâëåíû óñëîâèÿ ðàçðåøèìîñ- òè [1, Satz 7, S. 28], [2, Th. 11, p. 447�448]. Òàêæå èçó÷àëàñü çàäà÷à (1) â òîì ñëó÷àå, êîãäà íîñèòåëü ìåðû ñîñðåäîòî÷åí íà àëãåáðàè÷åñêèõ êðèâûõ âèäà L(p) = fz 2 C : p(z; z) = 0g, ãäå p � ìíîãî÷ëåí äâóõ ïåðåìåííûõ. Ïîëó÷åíû óñëîâèÿ ðàçðåøèìîñòè [2, Th. 52, p. 482] â ñëó÷àå, åñëè p(0; 0) 6= 0, è â îáùåì ñëó÷àå [2, Prop. 51, p. 481�482]. Êðîìå òîãî, ïîëó÷åíû óñëîâèÿ ðàçðåøèìîñòè Mathematics Subject Classi�cation 2000: 44A60. c Ñ.Ì. Çàãîðîäíþê, 2005 Î êîìïëåêñíîé ïðîáëåìå ìîìåíòîâ íà ðàäèàëüíûõ ëó÷àõ â ñëó÷àå, êîãäà ìíîãî÷ëåí p(z; z) èìååò äîìèíèðóþùèé êîýôôèöèåíò (ò.å. êî- ýôôèöèåíò ïðè ÷ëåíå ñ ìàêñèìàëüíîé ñòåïåíüþ, ïî ìîäóëþ ïðåâîñõîäÿùèé ñóììó ìîäóëåé âñåõ äðóãèõ êîýôôèöèåíòîâ ïðè ÷ëåíàõ ñ ìàêñèìàëüíîé ñòå- ïåíüþ) [3, Th. 4, p. 35]. Çàìåòèì òàêæå, ÷òî èç ðåçóëüòàòà [4, Th. 5.4, p. 142] è ñâÿçè äâóìåðíîé âåùåñòâåííîé è êîìïëåêñíîé ïðîáëåì ìîìåíòîâ (ñì. [2, Prop. 57, p. 486]) ìîæíî ëåãêî ïîëó÷èòü óñëîâèÿ ðàçðåøèìîñòè çàäà÷è (1) íà L(p), ãäå p � ìíîãî÷ëåí íå âûøå âòîðîé ñòåïåíè. Çàìåòèì, îäíàêî, ïðè ýòîì, ÷òî ïðîöåäóðà ïðîâåðêè óñëîâèé [2, Prop. 51], êàê è [1, Satz 7], [2, Th. 11], íåÿñíà. Îïèñàíèå âñåõ ðåøåíèé äëÿ óïîìÿíóòûõ çàäà÷ òàêæå íå ïðîâîäèëîñü. Ìû èçó÷àåì çàäà÷ó (1) â òîì ñëó÷àå, êîãäà íîñèòåëü ìåðû ëåæèò íà êðè- âûõ PN = fz 2 C : zN � z N = 0g, ãäå N = 1; 2; 3; : : : . Äëÿ N = 2; 3 ïîëó÷åíû íåîáõîäèìûå è äîñòàòî÷íûå óñëîâèÿ ðàçðåøèìîñòè è îïèñàíû âñå ðåøåíèÿ çàäà÷è. Äëÿ ïðîèçâîëüíîãî N çàäà÷à ñâÿçàíà ñ íåêîòîðûìè ïðîáëåìàìè ìî- ìåíòîâ Ãàìáóðãåðà ñ ïàðàìåòðàìè. 1. Ðàññìîòðèì ñëåäóþùóþ çàäà÷ó: íàéòè íåóáûâàþùóþ ôóíêöèþ �(�), � 2 R [ T , T = (�i1; i1), (�(�2) � �(�1), �2 i � �1 i , åñëè �1; �2 2 T ), �(0) = 0, òàêóþ, ÷òî Z R[T � m � n d�(�) = sm;n; m; n 2 Z+; (2) ãäå fsm;ng1n;m=0 � çàäàííàÿ ïîñëåäîâàòåëüíîñòü êîìïëåêñíûõ ÷èñåë. Çäåñü èíòåãðàë ïîíèìàåòñÿ êàê ñóììà èíòåãðàëîâ ïî âåùåñòâåííîé è ìíèìîé îñÿì. Åñëè çàäà÷à (2) ðàçðåøèìà äëÿ íåêîòîðîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè fsm;ng1n;m=0, òî ïîñëåäîâàòåëüíîñòü fsm;ng1n;m=0 íàçûâàåì ìîìåíòíîé.  ñëó÷àå ðàçðåøè- ìîñòè çàäà÷è (2), èç ñòðóêòóðû íîñèòåëÿ ìåðû çàêëþ÷àåì, ÷òî sm;2k = sm+2k;0; sm;2k+1 = sm+2k;1; m; k 2 Z+: (3) Äàëåå, Z R[T � k d�(�) = sk;0; Z R[T � k �d�(�) = sk;1; k 2 Z+: (4) Ñ äðóãîé ñòîðîíû, åñëè äëÿ êîìïëåêñíûõ ÷èñåë fsk;0; sk;1g1k=0 íàéäåòñÿ íåóáûâàþùàÿ ôóíêöèÿ �(�) òàêàÿ, ÷òî âûïîëíåíî (4) è âûïîëíåíî (3), òî fsm;ng1n;m=0 � ìîìåíòíàÿ ïîñëåäîâàòåëüíîñòü. Èç (4) çàêëþ÷àåì, ÷òîZ R � k d�(�) + Z T � k d�(�) = sk;0; Z R � k+1 d�(�) � Z T � k+1 d�(�) = sk;1; k 2 Z+; Æóðíàë ìàòåìàòè÷åñêîé ôèçèêè, àíàëèçà, ãåîìåòðèè, 2005, ò. 1, � 1 75 Ñ.Ì. Çàãîðîäíþê îòêóäàZ R � k d�(�) = 1 2 (sk;0 + sk�1;1); Z T � k d�(�) = 1 2 (sk;0 � sk�1;1); k 2 N; Z R d�(�) + Z T d�(�) = s0;0: Îáîçíà÷èì A = Z R d�(�): Òîãäà Z R � k d�(�) = 1 2 (sk;0 + sk�1;1); k 2 N; Z R d�(�) = A; (5) Z R y k d�(yi) = 1 2ik (sk;0 � sk�1;1); k 2 N; Z R d�(yi) = s0;0 �A: (6) Ñîãëàñíî èçâåñòíîìó êðèòåðèþ ðàçðåøèìîñòè ïðîáëåìû ìîìåíòîâ Ãàìáóðãå- ðà (ñì. [5, ñ. 52]), âûïîëíåíèå (5),(6) äëÿ íåêîòîðûõ íåóáûâàþùèõ ôóíêöèé �(�); �(iy) ýêâèâàëåíòíî âûïîëíåíèþ íåðàâåíñòâ: �n := 0 BBB@ A ŝ1 ŝ2 : : : ŝn ŝ1 ŝ2 ŝ3 : : : ŝn+1 ... ... ... . . . ... ŝn ŝn+1 ŝn+2 : : : ŝ2n 1 CCCA � 0; n 2 N; (7) ~�n := 0 BBB@ s0;0 �A ~s1 ~s2 : : : ~sn ~s1 ~s2 ~s3 : : : ~sn+1 ... ... ... . . . ... ~sn ~sn+1 ~sn+2 : : : ~s2n 1 CCCA � 0; n 2 N; (8) ŝk; ~sk 2 R; k 2 N; ãäå ŝk = 1 2 (sk;0 + sk�1;1); ~sk = 1 2ik (sk;0 � sk�1;1); k 2 N. Ïîñêîëüêó íåîòðèöàòåëüíîñòü ìàòðèöû ýêâèâàëåíòíà íåîòðèöàòåëüíîñòè âñåõ åå ãëàâíûõ ìèíîðîâ [6, òåîð. 4, ñ. 278], íåðàâåíñòâà (7), (8) ðàâíîñèëüíû ñëåäóþùèì íåðàâåíñòâàì äëÿ ãëàâíûõ ìèíîðîâ ìàòðèö �n, ~�n: �n � 1 i2 i3 : : : ip 1 i2 i3 : : : ip � � 0; ~�n � 1 i2 i3 : : : ip 1 i2 i3 : : : ip � � 0; 2 � i2 < i3 < : : : < ip � n+ 1; p = 1; 2; : : : ; n; n 2 N; (9) 76 Æóðíàë ìàòåìàòè÷åñêîé ôèçèêè, àíàëèçà, ãåîìåòðèè, 2005, ò. 1, � 1 Î êîìïëåêñíîé ïðîáëåìå ìîìåíòîâ íà ðàäèàëüíûõ ëó÷àõ (çäåñü ïðè p = 1 ïîäðàçóìåâàåòñÿ �n � 1 1 � è ~�n � 1 1 � ); �n � i1 i2 : : : ip i1 i2 : : : ip � � 0; ~�n � i1 i2 : : : ip i1 i2 : : : ip � � 0; 2 � i1 < i2 < : : : < ip � n+ 1; p = 1; 2; : : : ; n; n 2 N: (10) Çàìåòèì, ÷òî ìèíîðû â (10) íå çàâèñÿò îò ÷èñëà A. Ðàñêðûâàÿ îïðåäåëèòåëè â (9) ïî ïåðâîé ñòðîêå, ïîëó÷àåì �n � 1 i2 i3 : : : ip 1 i2 i3 : : : ip � = Acn(i2; i3; : : : ; ip) + dn(i2; i3; : : : ; ip) � 0; ~�n � 1 i2 i3 : : : ip 1 i2 i3 : : : ip � = (s0;0 �A)~cn(i2; i3; : : : ; ip) + ~dn(i2; i3; : : : ; ip) � 0; n = 1; 2; 3; : : : ; (11) ãäå cn = �n � i2 i3 : : : ip i2 i3 : : : ip � , ~cn = ~�n � i2 i3 : : : ip i2 i3 : : : ip � , dn = �0n � 1 i2 i3 : : : ip 1 i2 i3 : : : ip � , ~dn = ~�0n � 1 i2 i3 : : : ip 1 i2 i3 : : : ip � , �0n; ~�0n � ìàòðèöû, ïîëó÷àåìûå èç �n, ~�n çàìåíîé ÷èñëà A íóëåì, ïðè p 6= 1, à ïðè p = 1 ïîëîæåíî cn = ~cn = 1, dn = ~dn = 0. Îáîçíà÷èì A1 = lim n!1 max 2 � i2 < i3 < : : : < ip � n+ 1; p = 1; 2; : : : ; n : cn 6= 0 � �dn(i2; i3; : : : ; ip) cn(i2; i3; : : : ; ip) � ; A2 = lim n!1 min 2 � i2 < i3 < : : : < ip � n+ 1; p = 1; 2; : : : ; n : ~cn 6= 0 s0;0 + ~dn(i2; i3; : : : ; ip) ~cn(i2; i3; : : : ; ip) ! ; (12) ãäå ïðè p = 1 âåëè÷èíû cn, ~cn, dn, ~dn âû÷èñëÿþòñÿ, êàê â (11). Èç (11) çàêëþ÷àåì, ÷òî A1 � A2. Òåîðåìà 1. Ïóñòü çàäàíà ïðîáëåìà ìîìåíòîâ (2) ñ íåêîòîðûì íàáîðîì êîìïëåêñíûõ ÷èñåë fsm;ng1n;m=0. Äëÿ òîãî ÷òîáû ïðîáëåìà ìîìåíòîâ èìåëà ðåøåíèå, íåîáõîäèìî è äîñòàòî÷íî, ÷òîáû âûïîëíÿëèñü óñëîâèÿ: 1) sm;2k = sm+2k;0; sm;2k+1 = sm+2k;1; m; k 2 Z+; 2) ŝk := 1 2 (sk;0 + sk�1;1) 2 R; ~sk := 1 2ik (sk;0 � sk�1;1) 2 R; k 2 N; 3) A1 � A2, ãäå A1; A2 îïðåäåëåíû, êàê â (12); Æóðíàë ìàòåìàòè÷åñêîé ôèçèêè, àíàëèçà, ãåîìåòðèè, 2005, ò. 1, � 1 77 Ñ.Ì. Çàãîðîäíþê 4) âûïîëíåíû ñîîòíîøåíèÿ (10); 5) dn(i2; i3; : : : ; ip) � 0, åñëè cn(i2; i3; : : : ; ip) = 0, 2 � i2 < i3 < : : : < ip � n+ 1; p = 2; 3; : : : ; n ; n = 1; 2; 3; : : : ; 6) ~dn(i2; i3; : : : ; ip) � 0, åñëè ~cn(i2; i3; : : : ; ip) = 0, 2 � i2 < i3 < : : : < ip � n+ 1; p = 2; 3; : : : ; n ; n = 1; 2; 3; : : : . Òîãäà íàáîð ôóíêöèé f�A(�); � 2 R [ T : �A(�) = ~�A(�); � 2 R; �A(yi) = ~�A(yi); y 2 R; ãäå ~�A(�); � 2 R; è ~�A(yi); y 2 R; � âñåâîçìîæíûå ðåøåíèÿ ðàçðåøèìûõ ïðîáëåì ìîìåíòîâ Ãàìáóðãåðà (5) è (6), ñîîòâåòñòâåííî, íîð- ìèðîâàííûå óñëîâèåì �(0) = 0; A 2 [A1; A2]g, åñëè èìåþò ìåñòî 1)�6), äàåò âñå ðåøåíèÿ çàäà÷è (2). Ïðîáëåìà ìîìåíòîâ (2) áóäåò îïðåäåëåííîé òîãäà è òîëüêî òîãäà, êîãäà A1 = A2 = a 2 R è ïðîáëåìû ìîìåíòîâ (5) è (6) îïðåäåëåíû äëÿ A = a. Ä î ê à ç à ò å ë ü ñ ò â î. Íåîáõîäèìîñòü óñëîâèé 1)�4) ïîêàçàíà ïåðåä ôîðìóëèðîâêîé òåîðåìû. Íåîáõîäèìîñòü óñëîâèé 5), 6) ñëåäóåò èç (11). Îáðàòíî, ïóñòü âûïîëíåíû óñëîâèÿ 1)�6).  ýòîì ñëó÷àå ñóùåñòâóåò A 2 [A1; A2], äëÿ êîòîðîãî âûïîëíåíû óñëîâèÿ (11) ïðè cn 6= 0, ~cn 6= 0. Ó÷èòûâàÿ 5),6), çàêëþ÷àåì, ÷òî (11) âûïîëíåíî. Ó÷èòûâàÿ 4), çàêëþ÷àåì, ÷òî óñëîâèÿ (9),(10) âûïîëíåíû. Òîãäà âûïîëíÿþòñÿ (7), (8). Ïðè ýòîì ýëåìåíòû ìàòðèö â (7),(8) âåùåñòâåííû, êàê ñëåäóåò èç óñëîâèÿ 2). Çíà÷èò, çàäà÷è (5),(6) èìåþò ðåøåíèÿ �(�), �(yi). Ôóíêöèè ~�A(�), îïðåäåëÿåìûå, êàê â óñëîâèè òåîðåìû, áóäóò ðåøåíèÿìè (4), à çíà÷èò, â ñèëó 1) è (2). Ñ äðóãîé ñòîðîíû, êàê áûëî ïîêàçàíî ïåðåä òåîðåìîé, ëþáîå ðåøåíèå çàäà÷è (2) ÿâëÿåòñÿ ðåøåíèåì çàäà÷ (5), (6) ñ íåêîòîðûì A 2 [A1; A2]. Óòâåðæäåíèå îá îïðåäåëåííîñòè î÷åâèäíî. Òåîðåìà äîêàçàíà.  ïðåäûäóùåé òåîðåìå äëÿ êðàòêîñòè ìû íå âûïèñûâàåì èçâåñòíûõ ôîð- ìóë äëÿ ïàðàìåòðè÷åñêîãî ïðåäñòàâëåíèÿ âñåõ ðåøåíèé ïðîáëåìû ìîìåíòîâ Ãàìáóðãåðà â íåâûðîæäåííîì ñëó÷àå è ðåøåíèÿ â âûðîæäåííîì ñëó÷àå (ñì. [7, 8]). 2. Ïåðåéäåì ê ðàññìîòðåíèþ áîëåå îáùåé çàäà÷è: íàéòè ôóíêöèþ �(�), � 2 PN , PN = f� 2 C : � N 2 Rg, N = 1; 2; 3; : : : ; íåóáûâàþùóþ íà êàæäîì ðàäèàëüíîì ëó÷å â PN (îò íóëÿ ê áåñêîíå÷íîñòè), �(0) = 0, òàêóþ, ÷òîZ PN � m � n d�(�) = sm;n; m; n 2 Z+; (13) ãäå fsm;ng1n;m=0 � çàäàííàÿ ïîñëåäîâàòåëüíîñòü êîìïëåêñíûõ ÷èñåë. Çäåñü èíòåãðàë ïîíèìàåòñÿ êàê ñóììà èíòåãðàëîâ ïî âñåì ðàäèàëüíûì ëó÷àì, âõî- äÿùèì â PN . Ëåãêî âèäåòü, ÷òî PN = [N�1 k=0 fxuk; x 2 Rg; 78 Æóðíàë ìàòåìàòè÷åñêîé ôèçèêè, àíàëèçà, ãåîìåòðèè, 2005, ò. 1, � 1 Î êîìïëåêñíîé ïðîáëåìå ìîìåíòîâ íà ðàäèàëüíûõ ëó÷àõ åñëè N � íå÷åòíî, PN = [ N 2 �1 k=0 fxuk; x 2 Rg [ fxuk"; x 2 Rg; åñëè N � ÷åòíî, ãäå u = cos 2� N + i sin 2� N ; " = cos � N + i sin � N . Ðàññìîòðèì ñëó÷àé íå÷åòíîãî N . Îáîçíà÷èì �k = fxuk; x 2 Rg, k = 0; 1; : : : ; N � 1. Ïóñòü çàäà÷à (13) èìååò ðåøåíèå �(�). Òîãäà N�1X k=0 Z �k � m d�(�) = sm;0; N�1X k=0 Z �k � m �d�(�) = sm;1; : : : : : : : : : N�1X k=0 Z �k � m � N�1 d�(�) = sm;N�1; m 2 Z+; (14) sm;kN+l = Z PN � m � kN+l d�(�) = Z PN � m+kN � l d�(�) = sm+kN;l; m; k 2 Z+; l = 0; 1; : : : ; N � 1; sm;kN+l = sm+kN;l; m; k 2 Z+; l = 0; 1; : : : ; N � 1: (15)  èíòåãðàëàõ ïî �k ñäåëàåì çàìåíó � = xu k: N�1X k=0 u km Z R x m d~�(xuk) = sm;0; N�1X k=0 u km u k Z R x m+1 d~�(xuk) = sm;1; N�1X k=0 u km u 2k Z R x m+2 d~�(xuk) = sm;2; : : : : : : : : : : : : : : : : : : N�1X k=0 u km u (N�1)k Z R x m+N�1 d~�(xuk) = sm;N�1; m 2 Z+; (16) Æóðíàë ìàòåìàòè÷åñêîé ôèçèêè, àíàëèçà, ãåîìåòðèè, 2005, ò. 1, � 1 79 Ñ.Ì. Çàãîðîäíþê ãäå ~�(xuk) = � �(xuk); x � 0 ��(xuk); x < 0 . Äàëåå, ìû ìîæåì âûïèñàòü ðàâåíñòâà: N�1X k=0 u kl Z R x l d~�(xuk) = sl;0; N�1X k=0 u k(l�1) u k Z R x l d~�(xuk) = sl�1;1; N�1X k=0 u k(l�2) u 2k Z R x l d~�(xuk) = sl�2;2; : : : : : : : : : : : : : : : N�1X k=0 u k(l�N+1) u (N�1)k Z R x l d~�(xuk) = sl�N+1;N�1; l 2 Z+; (17) ãäå ðàâåíñòâà, â êîòîðûõ âñòðå÷àåòñÿ sm;n ñ îòðèöàòåëüíûì m, ÿâëÿþòñÿ îïðåäåëåíèÿìè äëÿ sm;n. Ñèñòåìà óðàâíåíèé (17) ÿâëÿåòñÿ ñèñòåìîé N ëèíåéíûõ óðàâíåíèé îòíî- ñèòåëüíî R R x l d~�(xuk); k = 0; 1; : : : ; N � 1. Îáîçíà÷èì ìàòðèöó ýòîé ñèñòåìû Dl, è ïóñòü �l = detDl. Òîãäà Dl = 0 BBBBB@ 1 u l u 2l : : : u (N�1)l 1 u l�2 u 2(l�2) : : : u (N�1)(l�2) 1 u l�4 u 2(l�4) : : : u (N�1)(l�4) ... ... ... . . . ... 1 u l�2(N�1) u 2(l�2(N�1)) : : : u (N�1)(l�2(N�1)) 1 CCCCCA ; (18) ãäå ìû ó÷ëè, ÷òî uu = 1. Âûíîñÿ èç k-ãî ñòîëáöà îïðåäåëèòåëÿ ýòîé ìàòðèöû u (k�1)l ; k = 1; 2; : : : ; N , èìååì �l = u l u 2l : : : u (N�1)l ����������� 1 1 1 : : : 1 1 u �2 u �4 : : : u �2(N�1) 1 u �4 u �8 : : : u �4(N�1) ... ... ... . . . ... 1 u �2(N�1) u �4(N�1) : : : u �2(N�1)(N�1) ����������� :  ñòðîêàõ îïðåäåëèòåëÿ �l ñòîÿò ñòåïåíè ÷èñåë 1; u�2; u�4; : : : ; u�2(N�1). Çà- ìåòèì, ÷òî u�2 = u N u �2 = u N�2. Íî ÷èñëà N�2 èN ïðè N íå÷åòíîì âçàèìíî ïðîñòû.  ïðîòèâíîì ñëó÷àå èõ ðàçíîñòü áûëà áû êðàòíà íå÷åòíîìó ÷èñëó, 80 Æóðíàë ìàòåìàòè÷åñêîé ôèçèêè, àíàëèçà, ãåîìåòðèè, 2005, ò. 1, � 1 Î êîìïëåêñíîé ïðîáëåìå ìîìåíòîâ íà ðàäèàëüíûõ ëó÷àõ áîëüøåìó åäèíèöû. Çíà÷èò, u�2 � ïåðâîîáðàçíûé êîðåíü èç åäèíèöû ñòåïåíè N è ÷èñëà 1; u�2; u�4; : : : ; u�2(N�1) ðàçëè÷íû. Ñëåäîâàòåëüíî, îïðåäåëèòåëü Âàíäåðìîíäà �l 6= 0, l 2 Z+. Îáîçíà÷èì 0 BBB@ ŝl;0 ŝl;1 ... ŝl;N�1 1 CCCA = D �1 l 0 BBB@ sl;0 sl�1;1 ... sl�N+1;N�1 1 CCCA ; l 2 Z+: (19) Òîãäà Z R x l d~�(x) = ŝl;0; Z R x l d~�(xu) = ŝl;1; : : : : : : : : :Z R x l d~�(xuN�1) = ŝl;N�1; l 2 Z+: (20) Òåîðåìà 2. Ïóñòü çàäàíà ïðîáëåìà ìîìåíòîâ (13), ãäå N � íå÷åòíî, ñ íåêîòîðûì íàáîðîì êîìïëåêñíûõ ÷èñåë fsm;ng1n;m=0. Äëÿ òîãî ÷òîáû îíà èìåëà ðåøåíèå, íåîáõîäèìî è äîñòàòî÷íî, ÷òîáû âûïîëíÿëîñü (15) è ñó- ùåñòâîâàëè ÷èñëà s�1;1; s�2;2, s�1;2; : : : ; s�N+1;N�1, s�N+2;N�1; : : : ; s�1;N�1 2 C òàêèå, ÷òî ŝl;0; ŝl;1; : : : ; ŝl;N�1 2 R; l 2 Z+; (21) è (ŝn+m;k) M n;m=0 � 0; M 2 Z+; k = 0; 1; : : : ; N � 1; (22) çäåñü ŝl;k èç (19), ãäå Dl � ìàòðèöà èç (18). Ä î ê à ç à ò å ë ü ñ ò â î. Ïóñòü ïðîáëåìà ìîìåíòîâ èìååò ðåøåíèå �(�).  ýòîì ñëó÷àå, êàê áûëî ïîêàçàíî âûøå, âûïîëíåíî (20), è çíà÷èò, ñîãëàñíî êðèòåðèþ ðàçðåøèìîñòè ïðîáëåìû ìîìåíòîâ Ãàìáóðãåðà, (21), (22). Íàîáîðîò, åñëè âûïîëíåíî (21), (22), òî ñîãëàñíî êðèòåðèþ ðàçðåøèìîñòè ïðîáëåìû ìîìåíòîâ Ãàìáóðãåðà ñóùåñòâóåò ~�(�); � 2 PN , òàêàÿ, ÷òî âûïîë- íÿåòñÿ (20), è çíà÷èò, (14). Ó÷èòûâàÿ (15), çàêëþ÷àåì, ÷òî âûïîëíåíî (13). Òåîðåìà äîêàçàíà. Çàìåòèì, ÷òî íåîòðèöàòåëüíîñòü ìàòðèö â (22) ýêâèâàëåíòíà íåîòðèöà- òåëüíîñòè âñåõ ãëàâíûõ ìèíîðîâ ýòèõ ìàòðèö, ÷òî ïðèâîäèò ê ñèñòå- ìå íåðàâåíñòâ äëÿ íàõîæäåíèÿ íåèçâåñòíûõ s�1;1; s�2;2; s�1;2; : : : ; s�N+1;N�1, Æóðíàë ìàòåìàòè÷åñêîé ôèçèêè, àíàëèçà, ãåîìåòðèè, 2005, ò. 1, � 1 81 Ñ.Ì. Çàãîðîäíþê s�N+2;N�1; : : : ; s�1;N�1 2 C . Åñòåñòâåííûì äåéñòâèåì çäåñü ïðåäñòàâëÿåòñÿ íàõîæäåíèå ïðè êàæäîì M 2 Z+ ðåøåíèÿ (21) è ñèñòåìû íåðàâåíñòâ, ñî- îòâåòñòâóþùåé (22), è çàòåì íàõîæäåíèå ïåðåñå÷åíèÿ ìíîæåñòâ ðåøåíèé ïî âñåì M = 0; 1; 2; : : : . Îäíàêî äàæå äëÿ íåáîëüøèõ íîìåðîâ N ðåøåíèå ñèñ- òåìû (21) è íåðàâåíñòâ, ñîîòâåòñòâóþùèõ (22), íåïðîñòî. Ìû áóäåì èçó÷àòü çäåñü ñëó÷àé N = 3. Ïóñòü çàäà÷à (13) ñ N = 3 èìååò ðåøåíèå �(�). Òîãäà â âûøåïðèâåäåííûõ ðàññóæäåíèÿõ (ñ (14) äî (20)) èìååì u �2 = u = �1 2 + i p 3 2 , Dl = 0 @ 1 u l u 2l 1 u l�2 u 2(l�2) 1 u l�4 u 2(l�4) 1 A = 0 @ 1 1 1 1 u �2 u �4 1 u �4 u �8 1 A 0 @ 1 0 0 0 u l 0 0 0 u 2l 1 A : Ïîñêîëüêó 0 @ 1 1 1 1 u �2 u �4 1 u �4 u �8 1 A �1 = 1 3 0 @ 1 1 1 1 u 2 u 1 u u 2 1 A, òî D �1 l = 1 3 0 @ 1 0 0 0 u �l 0 0 0 u �2l 1 A 0 @ 1 1 1 1 u 2 u 1 u u 2 1 A ; l 2 Z+: (23) Çàìåòèì, ÷òî ŝl;k; k = 0; 1; 2, ëèøü ïðè l = 0; 1 ìîãóò çàâèñåòü îò ÷èñåë si;j ñ îòðèöàòåëüíûì i. Èìåííî, ñïðàâåäëèâû ðàâåíñòâà: ŝ0;0 = 1 3 (s0;0 + s�1;1 + s�2;2); ŝ0;1 = 1 3 (s0;0 + u 2 s�1;1 + us�2;2); ŝ0;2 = 1 3 (s0;0 + us�1;1 + u 2 s�2;2); ŝ1;0 = 1 3 (s1;0 + s0;1 + s�1;2); ŝ1;1 = 1 3 (u2s1;0 + us0;1 + s�1;2); ŝ1;2 = 1 3 (us1;0 + u 2 s0;1 + s�1;2); (24) ÷òî ñëåäóåò èç (19), (23). Ïîñêîëüêó ŝi;j 2 R, s0;0 = R PN d�(�) � 0, s1;0 = R PN �d�(�) = s0;1, òî èç ïîñëåäíèõ ðàâåíñòâ çàêëþ÷àåì, ÷òî s�1;1 + s�2;2; u 2 s�1;1 + us�2;2; us�1;1 + u 2 s�2;2; s�1;2 2 R: 82 Æóðíàë ìàòåìàòè÷åñêîé ôèçèêè, àíàëèçà, ãåîìåòðèè, 2005, ò. 1, � 1 Î êîìïëåêñíîé ïðîáëåìå ìîìåíòîâ íà ðàäèàëüíûõ ëó÷àõ Ñëåäîâàòåëüíî, ïðèðàâíèâàÿ ìíèìóþ ÷àñòü ïîñëåäíèõ âûðàæåíèé ê íóëþ, çàêëþ÷àåì s�2;2 = s�1;1; s�1;2 2 R: (25) Ïîñêîëüêó ïðîáëåìû ìîìåíòîâ â (20) ðàçðåøèìû, òî âûïîëíåíî: ����������� 1 3 (s0;0 + s �1;1 + s �2;2) 1 3 (s1;0 + s0;1 + s �1;2) ŝ2;0 ŝ3;0 : : : ŝn;0 1 3 (s1;0 + s0;1 + s �1;2) ŝ2;0 ŝ3;0 ŝ4;0 : : : ŝn+1;0 ŝ2;0 ŝ3;0 ŝ4;0 ŝ5;0 : : : ŝn+2;0 ... ... ... ... . . . ... ŝn;0 ŝn+1;0 ŝn+2;0 ŝn+3;0 : : : ŝ2n;0 ����������� � 0; (26) ����������� 1 3 (s0;0 + u 2 s �1;1 + us �2;2) 1 3 (u2s1;0 + us0;1 + s �1;2) ŝ2;1 ŝ3;1 : : : ŝn;1 1 3 (u2s1;0 + us0;1 + s �1;2) ŝ2;1 ŝ3;1 ŝ4;1 : : : ŝn+1;1 ŝ2;1 ŝ3;1 ŝ4;1 ŝ5;1 : : : ŝn+2;1 ... ... ... ... . . . ... ŝn;1 ŝn+1;1 ŝn+2;1 ŝn+3;1 : : : ŝ2n;1 ����������� � 0; (27)����������� 1 3 (s0;0 + us �1;1 + u 2 s �2;2) 1 3 (us1;0 + u 2 s0;1 + s �1;2) ŝ2;2 ŝ3;2 : : : ŝn;2 1 3 (us1;0 + u 2 s0;1 + s �1;2) ŝ2;2 ŝ3;2 ŝ4;2 : : : ŝn+1;2 ŝ2;2 ŝ3;2 ŝ4;2 ŝ5;2 : : : ŝn+2;2 ... ... ... ... . . . ... ŝn;2 ŝn+1;2 ŝn+2;2 ŝn+3;2 : : : ŝ2n;2 ����������� � 0; (28) n 2 N; s0;0 + s�1;1 + s�2;2 � 0; s0;0 + u 2 s�1;1 + us�2;2 � 0; s0;0 + us�1;1 + u 2 s�2;2 � 0: (29) Ââåäåì ñëåäóþùèå îáîçíà÷åíèÿ: �2;n;i = 0 BBB@ ŝ2;i ŝ3;i : : : ŝn+1;i ŝ3;i ŝ4;i : : : ŝn+2;i ... ... . . . ... ŝn+1;i ŝn+2;i : : : ŝ2n;i 1 CCCA ; Aj;2;n;i � ìàòðèöà, ïîëó÷àåìàÿ èç �2;n;i âû÷åðêèâàíèåì 1-é ñòðîêè è j-ãî ñòîëáöà, Bl;n;i � ìàòðèöà, ïîëó÷àåìàÿ èç ïðÿìîóãîëüíîé ìàòðèöû0 BBBBB@ 0 ŝ2;i ŝ3;i : : : ŝn+1;i ŝ2;i ŝ3;i ŝ4;i : : : ŝn+2;i ŝ3;i ŝ4;i ŝ5;i : : : ŝn+3;i ... ... ... . . . ... ŝn;i ŝn+1;i ŝn+2;i : : : ŝ2n;i 1 CCCCCA Æóðíàë ìàòåìàòè÷åñêîé ôèçèêè, àíàëèçà, ãåîìåòðèè, 2005, ò. 1, � 1 83 Ñ.Ì. Çàãîðîäíþê âû÷åðêèâàíèåì l-ãî ñòîëáöà, l = 1; 2; : : : ; n+ 1; i = 0; 1; 2; n 2 N. Îáîçíà÷èì òàêæå dj;n;i = detAj;2;n;i; cn;i = det �2;n;i; bl;n;i = detBl;n;i; j = 1; 2; : : : ; n; l = 1; 2; : : : ; n+ 1; i = 0; 1; 2; n 2 N: (30) Òîãäà óñëîâèÿ (26)�(28) âëåêóò ñëåäóþùèå óñëîâèÿ: 1 3 (s0;0 + s�1;1 + s�2;2)cn;0 � 1 3 (s1;0 + s0;1 + s�1;2)( 1 3 (s1;0 + s0;1 + s�1;2)d1;n;0 +b2;n;0) + nX i=2 ŝi;0( 1 3 (s1;0 + s0;1 + s�1;2)di;n;0 + bi+1;n;0) � 0; (31) 1 3 (s0;0+ u 2 s�1;1+us�2;2)cn;1� 1 3 (u2s1;0+ us0;1+ s�1;2)( 1 3 (u2s1;0+ us0;1+ s�1;2) �d1;n;1 + b2;n;1) + nX i=2 ŝi;1( 1 3 (u2s1;0 + us0;1 + s�1;2)di;n;1 + bi+1;n;1) � 0; (32) 1 3 (s0;0+ us�1;1+ u 2 s�2;2)cn;2� 1 3 (us1;0 + u 2 s0;1+ s�1;2)( 1 3 (us1;0 + u 2 s0;1+ s�1;2) �d1;n;2+b2;n;2)+ nX i=2 ŝi;2( 1 3 (us1;0+u 2 s0;1+s�1;2)di;n;2+bi+1;n;2) � 0; n 2 N: (33) Èç (25) ñëåäóåò, ÷òî u 2 s�1;1 + us�2;2 = �Re s�1;1 + p 3Im s�1;1; us�1;1 + u 2 s�2;2 = �Re s�1;1 � p 3Im s�1;1: (34) ×òîáû íå ðàññìàòðèâàòü ãëàâíûå ìèíîðû, îòëè÷íûå îò óãëîâûõ, áóäåì ñ÷è- òàòü òåïåðü, ÷òî ôóíêöèÿ �(�) èìååò áåñêîíå÷íîå ÷èñëî òî÷åê ðîñòà íà êàæ- äîé ïðÿìîé â P3. Òîãäà â (26)�(29), à çíà÷èò, è â (31)�(33) èìååò ìåñòî ñòðîãîå íåðàâåíñòâî. Êðîìå òîãî, cn;i > 0; d1;n;i > 0; n 2 N; i = 0; 1; 2; s0;0 = Z P3 d�(�) > 0: Ðàçäåëèâ (31)�(33) íà 1 3 cn;i, i = 0; 1; 2; ñîîòâåòñòâåííî, è ó÷èòûâàÿ (34), çàïè- ñûâàåì s0;0 + 2Re s�1;1 � 1 cn;0 (s1;0 + s0;1 + s�1;2)( 1 3 (s1;0 + s0;1 + s�1;2)d1;n;0 84 Æóðíàë ìàòåìàòè÷åñêîé ôèçèêè, àíàëèçà, ãåîìåòðèè, 2005, ò. 1, � 1 Î êîìïëåêñíîé ïðîáëåìå ìîìåíòîâ íà ðàäèàëüíûõ ëó÷àõ +b2;n;0) + 1 cn;0 nX i=2 ŝi;0((s1;0 + s0;1 + s�1;2)di;n;0 + 3bi+1;n;0) > 0; (35) s0;0 �Re s�1;1 + p 3Im s�1;1 � 1 cn;1 (u2s1;0 + us0;1 + s�1;2)( 1 3 (u2s1;0 + us0;1 +s�1;2)d1;n;1 + b2;n;1) + 1 cn;1 nX i=2 ŝi;1((u 2 s1;0 + us0;1 + s�1;2)di;n;1 + 3bi+1;n;1) > 0; (36) s0;0 �Re s�1;1 � p 3Im s�1;1 � 1 cn;2 (us1;0 + u 2 s0;1 + s�1;2)( 1 3 (us1;0 + u 2 s0;1 +s�1;2)d1;n;2 + b2;n;2) + 1 cn;2 nX i=2 ŝi;2((us1;0 + u 2 s0;1 + s�1;2)di;n;2 + 3bi+1;n;2) > 0; n 2 N: (37) Çàìåòèì, ÷òî "ñâîáîäíûå ÷ëåíû"â (31)�(33), ò.å. ñóììà ñëàãàåìûõ, íå çàâè- ñÿùèõ îò s�1;1, s�2;2, s�1;2, ðàâíû îïðåäåëèòåëÿì â (26)�(28), åñëè ïîëîæèòü â íèõ s�1;1 = s�2;2 = s�1;2 = 0, à çíà÷èò, îíè âåùåñòâåííû. Òàêèì îáðàçîì, "ñâîáîäíûå ÷ëåíû"â (35)�(37) òîæå âåùåñòâåííû. Äàëåå, ïåðåïèøåì (35)�(37) â ñëåäóþùåì âèäå: 2Re s�1;1 � d1;n;0 cn;0 s 2 �1;2 + e0s�1;2 + f0 > 0; (38) �Re s�1;1 + p 3Im s�1;1 � d1;n;1 cn;1 s 2 �1;2 + e1s�1;2 + f1 > 0; (39) �Re s�1;1 � p 3Im s�1;1 � d1;n;2 cn;2 s 2 �1;2 + e2s�1;2 + f2 > 0; n 2 N; (40) ãäå fi 2 R � "ñâîáîäíûå ÷ëåíû", ei � êîýôôèöèåíòû ïðè s�1;2 â (35)�(37), i = 0; 1; 2. Î÷åâèäíî, ÷òî ei 2 R, ò.ê. îñòàëüíûå âåëè÷èíû â (38)�(40) âåùåñò- âåííû. Ñêëàäûâàÿ (38)�(40), ïîëó÷àåì � � d1;n;0 cn;0 + d1;n;1 cn;1 + d1;n;2 cn;2 � s 2 �1;2 + (e0 + e1 + e2)s�1;2 + (f0 + f1 + f2) > 0; n 2 N: (41) Äëÿ ðàçðåøèìîñòè (41) íåîáõîäèìî è äîñòàòî÷íî, ÷òîáû âûïîëíÿëîñü ~�n := (e0 + e1 + e2) 2 + 4 � d1;n;0 cn;0 + d1;n;1 cn;1 + d1;n;2 cn;2 � (f0 + f1 + f2) > 0: (42) Æóðíàë ìàòåìàòè÷åñêîé ôèçèêè, àíàëèçà, ãåîìåòðèè, 2005, ò. 1, � 1 85 Ñ.Ì. Çàãîðîäíþê Åñëè (42) âûïîëíåíî, òî s�1;2 2 [A1;n; A2;n], ãäå A1;n = �(e0 + e1 + e2) + p ~�n � � d1;n;0 cn;0 + d1;n;1 cn;1 + d1;n;2 cn;2 � ; A2;n = �(e0 + e1 + e2)� p ~�n � � d1;n;0 cn;0 + d1;n;1 cn;1 + d1;n;2 cn;2 � : (43) Ââåäåì ñëåäóþùèå îáîçíà÷åíèÿ: A1 := lim n!1 max(A1;1; A1;2; :::; A1;n); A2 := lim n!1 min(A2;1; A2;2; :::; A2;n): (44) Òîãäà, î÷åâèäíî, â ðàññìàòðèâàåìîì íàìè ñëó÷àå ðàçðåøèìîñòè çàäà÷è (13) [A1; A2] 6= ;. Íåðàâåíñòâà (39),(40) ïåðåïèøåì òàê: Im s�1;1 > 1p 3 Re s�1;1 + d1;n;1p 3cn;1 s 2 �1;2 � e1p 3 s�1;2 � f1p 3 ; (45) Im s�1;1 < � 1p 3 Re s�1;1 � d1;n;2p 3cn;2 s 2 �1;2 + e2p 3 s�1;2 + f2p 3 : (46) Îòñþäà 1p 3 Re s�1;1 + d1;n;1p 3cn;1 s 2 �1;2 � e1p 3 s�1;2 � f1p 3 < � 1p 3 Re s�1;1 � d1;n;2p 3cn;2 s 2 �1;2 + e2p 3 s�1;2 + f2p 3 ; Re s�1;1 < �1 2 � d1;n;1 cn;1 + d1;n;2 cn;2 � s 2 �1;2 + 1 2 (e1 + e2)s�1;2 + 1 2 (f1 + f2): (47) Óñëîâèå (38) çàïèñûâàåì â âèäå Re s�1;1 > d1;n;0 2cn;0 s 2 �1;2 � e0 2 s�1;2 � f0 2 : (48) Èç (47), (48) çàêëþ÷àåì, ÷òî d1;n;0 2cn;0 s 2 �1;2 � e0 2 s�1;2 � f0 2 < �1 2 � d1;n;1 cn;1 + d1;n;2 cn;2 � s 2 �1;2 + 1 2 (e1 + e2)s�1;2 + 1 2 (f1 + f2); �1 2 � d1;n;0 cn;0 + d1;n;1 cn;1 + d1;n;2 cn;2 � s 2 �1;2 + 1 2 (e0 + e1 + e2)s�1;2 + 1 2 (f0 + f1 + f2) > 0: (49) 86 Æóðíàë ìàòåìàòè÷åñêîé ôèçèêè, àíàëèçà, ãåîìåòðèè, 2005, ò. 1, � 1 Î êîìïëåêñíîé ïðîáëåìå ìîìåíòîâ íà ðàäèàëüíûõ ëó÷àõ Èòàê, èç ðàçðåøèìîñòè (38)�(40) ñëåäóåò ðàçðåøèìîñòü (41). È îáðàòíî, èç ðàçðåøèìîñòè (41) ñëåäóåò ðàçðåøèìîñòü (49), ðàçðåøèìîñòü (47), (48), ðàç- ðåøèìîñòü (45)�(48), à çíà÷èò, ðàçðåøèìîñòü ñèñòåìû (38)�(40). Ïðè ýòîì Re s�1;1 2 � d1;n;0 2cn;0 s 2 �1;2 � e0 2 s�1;2 � f0 2 ; �1 2 � d1;n;1 cn;1 + d1;n;2 cn;2 � s 2 �1;2 + 1 2 (e1 + e2)s�1;2 + 1 2 (f1 + f2) � ; Im s�1;1 2 " 1p 3 Re s�1;1 + d1;n;1p 3cn;1 s 2 �1;2 � e1p 3 s�1;2 � f1p 3 ; � 1p 3 �Re s�1;1 � d1;n;2p 3cn;2 s 2 �1;2 + e2p 3 s�1;2 + f2p 3 # ; s�1;2 2 [A1;n; A2;n] (50) ÿâëÿåòñÿ íàáîðîì âñåõ ðåøåíèé (38)�(40). Óñëîâèÿ (29), ó÷èòûâàÿ (25), (34), ìîæíî çàïèñàòü òàê: s0;0 + 2Re s�1;1 > 0; (51) s0;0 �Re s�1;1 + p 3Im s�1;1 > 0; (52) s0;0 �Re s�1;1 � p 3Im s�1;1 > 0: (53) Åñëè s0;0 > 0, òîãäà ñèñòåìà ðàçðåøèìà è åå ðåøåíèå çàïèñûâàåòñÿ â âèäå �s0;0 2 < Re s�1;1 < s0;0; (54) Im s�1;1 2 (� 1p 3 (s0;0 �Re s�1;1); 1p 3 (s0;0 �Re s�1;1)): (55) Îáîçíà÷èì Dn ïåðåñå÷åíèå â òðåõìåðíîì âåùåñòâåííîì ïðîñòðàíñòâå (t; x; y) îáëàñòè t 2 [A1; A2]; x 2 � d1;n;0 2cn;0 t 2 � e0 2 t� f0 2 ; �1 2 � d1;n;1 cn;1 + d1;n;2 cn;2 � t 2 + 1 2 (e1 + e2)t+ 1 2 (f1 + f2) � ; y 2 " 1p 3 x+ d1;n;1p 3cn;1 t 2 � e1p 3 t� f1p 3 ; � 1p 3 x� d1;n;2p 3cn;2 t 2 + e2p 3 t+ f2p 3 # è îáëàñòè t 2 R; x 2 h �s0;0 2 ; s0;0 i ; jyj < 1p 3 (s0;0 � x): Æóðíàë ìàòåìàòè÷åñêîé ôèçèêè, àíàëèçà, ãåîìåòðèè, 2005, ò. 1, � 1 87 Ñ.Ì. Çàãîðîäíþê Ïîñêîëüêó ìû ïðåäïîëàãàëè ñóùåñòâîâàíèå ðåøåíèÿ ïðîáëåìû ìîìåíòîâ (13), ãäå N = 3, ñ áåñêîíå÷íûì ÷èñëîì òî÷åê ðîñòà íà êàæäîé ïðÿìîé â P3, òî ìíîæåñòâî Dn íåïóñòîå. Òåîðåìà 3. Ïóñòü çàäàíà ïðîáëåìà ìîìåíòîâ (13) äëÿ N = 3 ñ íåêî- òîðûì íàáîðîì êîìïëåêñíûõ ÷èñåë fsm;ng1n;m=0. Äëÿ òîãî ÷òîáû ïðîáëåìà ìîìåíòîâ èìåëà ðåøåíèå ñ áåñêîíå÷íûì ÷èñëîì òî÷åê ðîñòà íà êàæäîé ïðÿìîé â P3, íåîáõîäèìî è äîñòàòî÷íî, ÷òîáû âûïîëíÿëèñü óñëîâèÿ: 1) sm;3k = sm+3k;0; sm;3k+1 = sm+3k;1; sm;3k+2 = sm+3k;2; m; k 2 Z+; 2) ŝl;0; ŝl;1; ŝl;2 2 R; l = 2; 3; 4; : : : ; ãäå ŝl;i îïðåäåëÿþòñÿ ÷åðåç ìîìåíòû fsm;ng1n;m=0 ïî ôîðìóëå0 @ ŝl;0 ŝl;1 ŝl;2 1 A = 1 3 0 @ 1 0 0 0 u l 0 0 0 u 2l 1 A 0 @ 1 1 1 1 u 2 u 1 u u 2 1 A 0 @ sl;0 sl�1;1 sl�2;2 1 A ; ãäå u = �1 2 + i p 3 2 ; l = 2; 3; 4; : : :; 3) s0;0 > 0; s1;0 = s0;1; cn;i > 0; d1;n;i > 0; i = 0; 1; 2; n 2 N, ãäå cn;i; d1;n;i îïðåäåëåíû, êàê â (30); 4) ~�n > 0; n 2 N, ãäå ~�n èç (42), è A1 � A2, ãäå A1; A2 îïðåäåëåíû, êàê â (44); 5) D := \1 n=1Dn 6= ;, ãäå Dn îïðåäåëÿåòñÿ, êàê ïîñëå ôîðìóëû (55).  òîì ñëó÷àå, êîãäà óñëîâèÿ 1)�5) âûïîëíåíû, íàáîð ðåøåíèé çàäà÷è (13) äàþò âñåâîçìîæíûå ðåøåíèÿ ðàçðåøèìûõ ïðîáëåì ìîìåíòîâ Ãàìáóðãåðà (20), íîðìèðîâàííûå óñëîâèåì ~�(0) = 0, ãäå ŝi;j, i = 0; 1, j = 0; 1; 2, èç (24), è ãäå (s�1;2;Re s�1;1; Im s�1;1) 2 D, s�2;2 = s�1;1. Ïðîáëåìà ìîìåíòîâ (13) áóäåò îïðåäåëåííîé òîãäà è òîëüêî òîãäà, êîã- äà D ñîñòîèò èç îäíîé òî÷êè a 2 R 3 è ïðîáëåìû ìîìåíòîâ (20), ãäå ŝi;j, i = 0; 1, j = 0; 1; 2, èç (24), è ãäå (s�1;2;Re s�1;1; Im s�1;1) = a, s�2;2 = s�1;1, îïðåäåëåíû. Ä î ê à ç à ò å ë ü ñ ò â î. Ïóñòü ïðîáëåìà ìîìåíòîâ (13) (N = 3) èìååò ðåøåíèå �(�). Óòâåðæäåíèÿ 1)�4) òåîðåìû ïîêàçàíû ïðè ðàññóæäåíèÿõ ïåðåä ôîðìóëèðîâêîé òåîðåìû. Îïðåäåëåííûå â ýòèõ ðàññóæäåíèÿõ ÷èñëà s�1;1; s�2;2; s�1;2 óäîâëåòâîðÿþò ñèñòåìàì (51)�(53) è (38)�(40) äëÿ âñåõ n 2 N. Çíà÷èò, òî÷êà (s�1;2;Re s�1;1; Im s�1;1) ïðèíàäëåæèò âñåì ìíîæåñòâàì Dn è D íåïóñòî. Ïóñòü óñëîâèÿ 1)�5) âûïîëíåíû. Ïîëàãàåì (s�1;2;Re s�1;1; Im s�1;1) 2 D, s�2;2 = s�1;1 è îïðåäåëÿåì ìîìåíòû ŝi;j, i = 0; 1, j = 0; 1; 2, èç (24).  ñè- ëó îïðåäåëåíèÿ ìíîæåñòâà D, âûïîëíåíû ñèñòåìû íåðàâåíñòâ (51)�(53) è (38)�(40) äëÿ ëþáîãî n. Îòñþäà ñëåäóåò âûïîëíåíèå (26)�(29) ñî ñòðîãè- ìè íåðàâåíñòâàìè. Êðîìå òîãî, ìîìåíòû ŝl;0, ŝl;1, ŝl;2, l 2 N, âåùåñòâåííû. 88 Æóðíàë ìàòåìàòè÷åñêîé ôèçèêè, àíàëèçà, ãåîìåòðèè, 2005, ò. 1, � 1 Î êîìïëåêñíîé ïðîáëåìå ìîìåíòîâ íà ðàäèàëüíûõ ëó÷àõ Ýòî ñëåäóåò èç óñëîâèÿ 2) òåîðåìû è (24), ñ ó÷åòîì óñëîâèÿ 3) è òîãî, ÷òî s�1;2 2 R; s�2;2 = s�1;1. Çíà÷èò, ñîãëàñíî êðèòåðèþ ðàçðåøèìîñòè ïðîáëåìû ìîìåíòîâ Ãàìáóðãåðà äëÿ ôóíêöèé ñ áåñêîíå÷íûì ÷èñëîì òî÷åê ðîñòà [7, òåîð. 2.1.1, ñ. 43] ïðîáëåìû ìîìåíòîâ Ãàìáóðãåðà (20) ðàçðåøèìû è èìåþò ðåøåíèÿ ñ áåñêîíå÷íûì ÷èñëîì òî÷åê ðîñòà. Ýòè ðåøåíèÿ äàþò ðåøåíèå (14) è, ó÷èòûâàÿ (15), äàþò ðåøåíèå (13). Åñëè �1(�) � ëþáîå ðåøåíèå çàäà÷è (13), òî, êàê áûëî ïîêàçàíî âûøå, åìó ñîîòâåòñòâóþò ðàçðåøèìûå çàäà÷è (20), ãäå ŝl;k èç (19) è (s�1;2;Re s�1;1; Im s�1;1) 2 D, s�2;2 = s�1;1. Çíà÷èò, ýòî ðåøåíèå òàêæå áóäåò ïîñòðîåíî óêàçàííûì â òåîðåìå ñïîñîáîì. Óòâåðæäåíèå îá îïðåäåëåííîñòè î÷åâèäíî. Òåîðåìà äîêàçàíà. Çàìåòèì, ÷òî ïîñëå ïðîâåðêè óñëîâèé 1)�4) òåîðåìû 3 ñëåäóåò ñòðîèòü ìíîæåñòâà Dn, n = 0; 1; 2; : : : ; è íàõîäèòü èõ ïåðåñå÷åíèå. Ýòî íåïðîñòàÿ, õîòÿ è âûïîëíèìàÿ, ãåîìåòðè÷åñêàÿ ïðîöåäóðà. Ðàññìîòðèì òåïåðü ñëó÷àé ÷åòíîãî N . Ââåäåì îáîçíà÷åíèÿ: Vk = fx"uk; x 2 Rg, k = 0; 1; : : : ; N̂ � 1; N̂ = N 2 , u = cos 2� N + i sin 2� N , " = cos � N + i sin � N . Ïóñòü çàäà÷à (13) èìååò ðåøåíèå �(�). Òîãäà N̂�1X k=0 0 B@Z �k � m d�(�) + Z Vk � m d�(�) 1 CA = sm;0; N̂�1X k=0 0 B@Z �k � m �d�(�) + Z Vk � m �d�(�) 1 CA = sm;1; : : : : : : : : : : : : : : : : : : N̂�1X k=0 0 B@Z �k � m � N�1 d�(�) + Z Vk � m � N�1 d�(�) 1 CA = sm;N�1; m 2 Z+: (56)  èíòåãðàëàõ ïî �k ñäåëàåì çàìåíó � = xu k, à â èíòåãðàëàõ ïî Vk � çàìåíó � = x"u k: N̂�1X k=0 0 @ukm Z R x m d~�(xuk) + " m u km Z R x m d~�(x"uk) 1 A = sm;0; N̂�1X k=0 0 @ukmuk Z R x m+1 d~�(xuk) + " m u km "u k Z R x m+1 d~�(x"uk) 1 A = sm;1; N̂�1X k=0 0 @ukmu2k Z R x m+2 d~�(xuk) + " m u km " 2 u 2k Z R x m+2 d~�(x"uk) 1 A = sm;2; Æóðíàë ìàòåìàòè÷åñêîé ôèçèêè, àíàëèçà, ãåîìåòðèè, 2005, ò. 1, � 1 89 Ñ.Ì. Çàãîðîäíþê : : : : : : : : : : : : : : : N̂�1X k=0 0 @ukmu(N�1)k Z R x m+N�1 d~�(xuk) + " m u km " N�1 u (N�1)k Z R x m+N�1 �d~�(x"uk) � = sm;N�1; m 2 Z+; (57) ãäå ~�(xuk) = � �(xuk); x � 0 ��(xuk); x < 0 ; ~�(x"uk) = � �(x"uk); x � 0 ��(x"uk); x < 0 ; k = 0; 1; : : : ; N � 1. Äàëåå, N̂�1X k=0 0 @ukl Z R x l d~�(xuk) + " l u kl Z R x l d~�(x"uk) 1 A = sl;0; N̂�1X k=0 0 @uk(l�1)uk Z R x l d~�(xuk) + " l�1 u k(l�1) "u k Z R x l d~�(x"uk) 1 A = sl�1;1; N̂�1X k=0 0 @uk(l�2)u2k Z R x l d~�(xuk) + " l�2 u k(l�2) " 2 u 2k Z R x l d~�(x"uk) 1 A = sl�2;2; : : : : : : : : : : : : : : : N̂�1X k=0 0 @uk(l�N+1) u (N�1)k Z R x l d~�(xuk) + " l�N+1 u k(l�N+1) " N�1 u (N�1)k Z R x l �d~�(x"uk) � = sl�N+1;N�1; l 2 Z+; (58) ãäå ðàâåíñòâà, ñîäåðæàùèå sm;n ñ îòðèöàòåëüíûì èíäåêñîì m, ÿâëÿþòñÿ îïðåäåëåíèÿìè äëÿ ÷èñåë sm;n. Ñèñòåìà óðàâíåíèé (58) ÿâëÿåòñÿ ñèñòåìîé N ëèíåéíûõ àëãåáðàè÷åñêèõ óðàâíåíèé îòíîñèòåëüíî R R x l d~�(xuk), k = 0; 1; : : : ; N̂ � 1; R R x l d~�(x"uk), k = 0; 1; : : : ; N̂ � 1. Ìàòðèöà ýòîé ñèñòåìû èìååò âèä 0 BBBBBB@ 1 u l : : : u (N̂�1)l " l (u")l : : : (uN̂�1")l 1 u l�2 : : : u (N̂�1)(l�2) " l�2 (u")l�2 : : : (uN̂�1")l�2 1 u l�4 : : : u (N̂�1)(l�4) " l�4 (u")l�4 : : : (uN̂�1")l�4 ... ... . . . ... ... ... . . . ... 1 u l�2(N�1) : : : u (N̂�1)(l�2(N�1)) " l�2(N�1) (u")l�2(N�1) : : : (uN̂�1")l�2(N�1) 1 CCCCCCA ; (59) 90 Æóðíàë ìàòåìàòè÷åñêîé ôèçèêè, àíàëèçà, ãåîìåòðèè, 2005, ò. 1, � 1 Î êîìïëåêñíîé ïðîáëåìå ìîìåíòîâ íà ðàäèàëüíûõ ëó÷àõ ãäå ìû ó÷ëè, ÷òî uu = 1. Îïðåäåëèòåëü ñèñòåìû èìååò âèä u l u 2l : : : u (N̂�1)l " l u l " l : : : u (N̂�1)l " l � ������������ 1 1 : : : 1 1 1 : : : 1 1 u �2 : : : u �2(N̂�1) " �2 (u")�2 : : : (uN̂�1")�2 1 u �4 : : : u �4(N̂�1) " �4 (u")�4 : : : (uN̂�1")�4 ... ... . . . ... ... ... . . . ... 1 u �2(N�1) : : : u �2(N�1)(N̂�1) " �2(N�1) (u")�2(N�1) : : : (uN̂�1")�2(N�1) ������������ : (60) Ýòîò îïðåäåëèòåëü íå ðàâåí íóëþ, ò.ê. îí ÿâëÿåòñÿ îïðåäåëèòåëåì Âàíäåð- ìîíäà äëÿ ÷èñåë u �k, k = 0; 1; : : : ; N � 1 , êîòîðûå ðàçëè÷íû. Îáîçíà÷èì 0 BBB@ ~sl;0 ~sl;1 ... ~sl;N�1 1 CCCA = ~D�1 l 0 BBB@ sl;0 sl�1;1 ... sl�N+1;N�1 1 CCCA ; l 2 Z+; (61) ãäå ~Dl � ìàòðèöà èç (59). Òîãäà, êàê è â ñëó÷àå íå÷åòíîãî N , ïðèõîäèì ê íàáîðó ïðîáëåì ìîìåíòîâ ÃàìáóðãåðàZ R x l d~�(x) = ~sl;0; Z R x l d~�(xu) = ~sl;1; : : : ; Z R x l d~�(xuN̂�1) = ~s l;N̂�1; Z R x l d~�(x") = ~s l;N̂ ; Z R x l d~�(xu") = ~s l;N̂+1 ; : : : ; Z R x l d~�(xuN̂�1") = ~sl;N�1; l 2 Z+: (62) Òåîðåìà 4. Ïóñòü çàäàíà ïðîáëåìà ìîìåíòîâ (13), ãäå N � ÷åòíî, ñ íåêîòîðûì íàáîðîì êîìïëåêñíûõ ÷èñåë fsm;ng1n;m=0. Äëÿ òîãî ÷òîáû îíà èìåëà ðåøåíèå, íåîáõîäèìî è äîñòàòî÷íî, ÷òîáû âûïîëíÿëîñü (15) è ñó- ùåñòâîâàëè ÷èñëà s�1;1; s�2;2, s�1;2; : : : ; s�N+1;N�1, s�N+2;N�1; : : : ; s�1;N�1 2 C òàêèå, ÷òî ~sl;0; ~sl;1; : : : ; ~sl;N�1 2 R; l 2 Z+; (63) è (~sn+m;k) M n;m=0 � 0; M 2 Z+; k = 0; 1; : : : ; N � 1; (64) çäåñü ~sl;k èç (61) è ~Dl � ìàòðèöà èç (59). Æóðíàë ìàòåìàòè÷åñêîé ôèçèêè, àíàëèçà, ãåîìåòðèè, 2005, ò. 1, � 1 91 Ñ.Ì. Çàãîðîäíþê Ä î ê à ç à ò å ë ü ñ ò â î. Ïóñòü ïðîáëåìà ìîìåíòîâ èìååò ðåøåíèå �(�).  ýòîì ñëó÷àå, êàê áûëî ïîêàçàíî âûøå, âûïîëíåíî (62), è ñëåäîâàòåëüíî, ñîãëàñíî êðèòåðèþ ðàçðåøèìîñòè ïðîáëåìû ìîìåíòîâ Ãàìáóðãåðà ([5, ñ. 52]) âûïîëíåíî (63), (64). Íàîáîðîò, åñëè âûïîëíåíî (63), (64), òî, ñîãëàñíî êðèòåðèþ ðàçðåøèìîñòè ïðîáëåìû ìîìåíòîâ Ãàìáóðãåðà, ñóùåñòâóåò ~�(�), � 2 PN , òàêàÿ, ÷òî âûïîë- íÿåòñÿ (62), è çíà÷èò, (56). Ó÷èòûâàÿ òåïåðü ñîîòíîøåíèå (15), çàêëþ÷àåì, ÷òî âûïîëíåíî (13). Òåîðåìà äîêàçàíà. Ñïèñîê ëèòåðàòóðû [1] Y. Kilpi, �Uber das Komplexe Momentenproblem. � Ann. Acad. Sci. Fenn. Ser. A 236 (1957), 2�32. [2] J. Stochel and F.H. Szafraniec, The complex moment problem and subnormality: A polar decomposition approach. � J. Func. Ann. 159 (1998), 432�491. [3] J. Stochel and F.H. Szafraniec, Algebraic operators and moments on algebraic sets. � Port. Math. 51 (1994), fasc. 1, 25�45. [4] J. Stochel, Moment functions on real algebraic sets. � Ark. Mat. 30 (1992), 133�148. [5] M.G. Krein, The fundamental propositions of the theory of representations of Hermitian operators with de�ciency index (m;m). � Ukr. Mat. Zhurn. (1949), No. 2, 3�66. (Russian) [6] F.R. Gantmacher, The theory of matrices. AMS Chelsea Publ., Providence, RI, 1998. [7] N.I. Akhiezer, The classical moment problem and some related questions in analysis. Hafner Publ. Co., New York, 1965. [8] N.I. Akhiezer and M.G. Krein, On some questions of the moments theory. Nauchno-techn. Izdatelstvo Ukrainy, Kharkov, 1938. (Russian) On the complex moment problem on radial rays S.M. Zagorodnyuk Department of Mechanics and Mathematics V.N. Karazin Kharkov National University, 4 Svobody Sq., Kharkov, 61077, Ukraine The complex moment problem in the case when the support of the mea- sure lies on the algebraic curves PN = fz 2 C : zN�zN = 0g,N = 1; 2; 3; : : : , is studied. For N = 2; 3 the necessary and su�cient conditions of solvabil- ity are obtained and all solutions of the problem are described. It is shown how this problem for arbitrary N is connected with the Hamburger moment problem with parameters. Key words: complex moment problem, Hamburger moment problem. 92 Æóðíàë ìàòåìàòè÷åñêîé ôèçèêè, àíàëèçà, ãåîìåòðèè, 2005, ò. 1, � 1