O неравенствах типа Колмогорова для функций, определенных на полуоси
Встановлено необхідні i достатні умови існування функції класу S¯ із заданими інтегральними нормами трьох послідовних похідних (взагалі кажучи, дробового порядку)....
Збережено в:
Дата: | 2007 |
---|---|
Автори: | , |
Формат: | Стаття |
Мова: | Russian |
Опубліковано: |
Інститут математики НАН України
2007
|
Назва видання: | Український математичний журнал |
Теми: | |
Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/172489 |
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: | O неравенствах типа Колмогорова для функций, определенных на полуоси / В.Ф. Бабенко, Д.С. Скороходов // Український математичний журнал. — 2007. — Т. 59, № 10. — С. 1299–1312. — Бібліогр.: 21 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraineid |
irk-123456789-172489 |
---|---|
record_format |
dspace |
spelling |
irk-123456789-1724892020-11-03T01:26:58Z O неравенствах типа Колмогорова для функций, определенных на полуоси Бабенко, В.Ф. Скороходов, Д.С. Статті Встановлено необхідні i достатні умови існування функції класу S¯ із заданими інтегральними нормами трьох послідовних похідних (взагалі кажучи, дробового порядку). Necessary and sufficient conditions for the existence of a function from the class S¯ with prescribed values of integral norms of three successive derivatives (generally speaking, of a fractional order) are obtained. 2007 Article O неравенствах типа Колмогорова для функций, определенных на полуоси / В.Ф. Бабенко, Д.С. Скороходов // Український математичний журнал. — 2007. — Т. 59, № 10. — С. 1299–1312. — Бібліогр.: 21 назв. — рос. 1027-3190 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/172489 517.5 ru Український математичний журнал Інститут математики НАН України |
institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
collection |
DSpace DC |
language |
Russian |
topic |
Статті Статті |
spellingShingle |
Статті Статті Бабенко, В.Ф. Скороходов, Д.С. O неравенствах типа Колмогорова для функций, определенных на полуоси Український математичний журнал |
description |
Встановлено необхідні i достатні умови існування функції класу S¯ із заданими інтегральними нормами трьох послідовних похідних (взагалі кажучи, дробового порядку). |
format |
Article |
author |
Бабенко, В.Ф. Скороходов, Д.С. |
author_facet |
Бабенко, В.Ф. Скороходов, Д.С. |
author_sort |
Бабенко, В.Ф. |
title |
O неравенствах типа Колмогорова для функций, определенных на полуоси |
title_short |
O неравенствах типа Колмогорова для функций, определенных на полуоси |
title_full |
O неравенствах типа Колмогорова для функций, определенных на полуоси |
title_fullStr |
O неравенствах типа Колмогорова для функций, определенных на полуоси |
title_full_unstemmed |
O неравенствах типа Колмогорова для функций, определенных на полуоси |
title_sort |
o неравенствах типа колмогорова для функций, определенных на полуоси |
publisher |
Інститут математики НАН України |
publishDate |
2007 |
topic_facet |
Статті |
url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/172489 |
citation_txt |
O неравенствах типа Колмогорова для функций, определенных на полуоси / В.Ф. Бабенко, Д.С. Скороходов // Український математичний журнал. — 2007. — Т. 59, № 10. — С. 1299–1312. — Бібліогр.: 21 назв. — рос. |
series |
Український математичний журнал |
work_keys_str_mv |
AT babenkovf oneravenstvahtipakolmogorovadlâfunkcijopredelennyhnapoluosi AT skorohodovds oneravenstvahtipakolmogorovadlâfunkcijopredelennyhnapoluosi |
first_indexed |
2025-07-15T08:47:48Z |
last_indexed |
2025-07-15T08:47:48Z |
_version_ |
1837702074790313984 |
fulltext |
UDK 517.5
V. F. Babenko, D. S. Skoroxodov (Dnepropetr. nac. un-t)
O NERAVENSTVAX TYPA KOLMOHOROVA DLQ FUNKCYJ,
OPREDELENNÁX NA POLUOSY
Necessary and sufficient conditions for the existence of a function from the class S− with prescribed
values of integral norms of three successive derivatives (generally speaking, of a fractional order) are
obtained.
Vstanovleno neobxidni i dostatni umovy isnuvannq funkci] klasu S−
iz zadanymy intehral\nymy
normamy tr\ox poslidovnyx poxidnyx (vzahali kaΩuçy, drobovoho porqdku).
1. Vvedenye. Pust\ G — dejstvytel\naq os\ R yly poluos\ (poloΩytel\naq
R+ = [ 0, ∞ ) lybo otrycatel\naq R− = ( – ∞ , 0 ] ) . Oboznaçym çerez Lp =
= L Gp( ), 1 ≤ p ≤ ∞ , prostranstvo funkcyj x : G → R , yntehryruem¥x v ste-
peny p (suwestvenno ohranyçenn¥x pry p = ∞ ) s ob¥çnoj normoj
x p =
x t dt p
x t t G p
p
G
p
( ) , ,
( ) : , .
/
∫
≤ < ∞
∈{ } = ∞
1
1esly
eslyesssup
Pust\ Lp
r = L Gp
r ( ), r ∈ N , — prostranstvo funkcyj x : G → R , ymegwyx
lokal\no absolgtno neprer¥vnug proyzvodnug x r( )−1
y takyx, çto x Lr
p
( ) ∈ .
Dlq 1 ≤ p , s ≤ ∞ poloΩym Lp s
r
, = L Gp s
r
, ( ) = L G L Gs
r
p( ) ( )∩ .
Neravenstva dlq norm promeΩutoçn¥x proyzvodn¥x funkcyj x L Gp s
r∈ , ( )
vyda
x k
q
( ) ≤ K x xp
r
s
λ λ( ) 1−
(1)
yhragt vaΩnug rol\ vo mnohyx voprosax analyza y eho pryloΩenyj. Naybolee
vaΩn¥ toçn¥e neravenstva yly neravenstva s naymen\ßej vozmoΩnoj postoqn-
noj K .
Odyn yz perv¥x poln¥x rezul\tatov v πtom napravlenyy prynadleΩyt
A.4N.4Kolmohorovu [1] (sm. takΩe [2]): Dlq lgb¥x k, r ∈ N , k < r , y lgboj
funkcyy x Lr∈ ∞ ∞, ( )R ymeet mesto neravenstvo
x k( )
∞
≤
ϕ
ϕ
r k
r
k r
k r r k r
x x
− ∞
∞
− ∞
−
∞1
1
/
/ ( ) /
,
hde ϕr — r-j peryodyçeskyj yntehral s nulev¥m srednym znaçenyem na peryode
ot funkcyy ϕ0( )t = sgn sin t .
© V. F. BABENKO, D. S. SKOROXODOV, 2007
ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2007, t. 59, # 10 1299
1300 V. F. BABENKO, D. S. SKOROXODOV
Obwye neobxodym¥e y dostatoçn¥e uslovyq suwestvovanyq neravenstv vyda
(1) poluçen¥ V. N. Habußyn¥m [3]. Ym dokazana sledugwaq teorema.
Teorema(A. Pust\ 1 ≤ q , p , s ≤ ∞ , k, r ∈ N , k < r. Dlq lgboj funkcyy
x L Gp s
r∈ , ( ) neravenstvo (1) v¥polnqetsq s nekotoroj konstantoj K, ne za-
vysqwej ot funkcyy x , tohda y tol\ko tohda, kohda
r k
p
k
s
− + ≥ r
q
,
y pry πtom λ =
r k s q
r s p
− − +
− +
− −
− −
1 1
1 1 .
Krome v¥ßeupomqnutoho neravenstva Kolmohorova poln¥e reßenyq zadaçy
o neuluçßaem¥x neravenstvax vyda (1) dlq G = R yzvestn¥ v takyx sluçaqx:
1) p = q = s = 2 (Xardy, Lytlvud, Polya [4]);
2) p = q = s = 1 (Stejn [5]);
3) q = ∞ , p = s = 2 (L. V. Tajkov [6]).
Dlq G = R+ πty rezul\tat¥ takov¥:
1) p = q = s = ∞ (Landau [7], A.4P. Matoryn [8], Íenberh y Kavaretta
[9, 10]);
2) p = q = s = 2 (G. Y. Lgbyç [11], N. P. Kupcov [12]);
3) q = ∞ , p = s = 2 (V. N. Habußyn [3]).
Otmetym, çto pry G = R+ y r > 3 neuluçßaemaq konstanta K ymeet ne-
qvn¥j vyd.
Obzor druhyx yzvestn¥x rezul\tatov y dal\nejßye ss¥lky moΩno najty v
[13 – 15].
Oboznaçym çerez Lr
∞ ∞
+
−,
, ( )R mnoΩestvo r-monotonn¥x funkcyj, t. e. funk-
cyj x Lr∈ ∞ ∞ −, ( )R , u kotor¥x vse proyzvodn¥e do ( )r − 1 -ho porqdka vklgçy-
tel\no neotrycatel\n¥. V. M. Olovqnyßnykov [16] dokazal sledugwug
teoremu.
Teorema(B. Pust\ k, r ∈ N , k < r. Tohda dlq lgboj funkcyy x Lr∈ ∞ ∞
+
−,
, ( )R
v¥polneno neravenstvo
x k( )
∞
≤
( !)
( )!
/
/ ( ) /r
r k
x x
k r
k r r k r1
1
−
∞
−
∞−
.
V dal\nejßem rezul\tat V. M. Olovqnyßnykova obobwalsq v razn¥x na-
pravlenyqx (sm., naprymer, [17 – 19]). Tak, v [19] b¥lo dokazano, çto dlq lgb¥x
1 ≤ p , q ≤ ∞ , k, r ∈ N , k < r, y lgboj funkcyy x Lp
r∈ ∞
+
−,
, ( )R v¥polnqetsq
neravenstvo
x k
q
( ) ≤
( !) ( )
( )! ( )
/ /
/
/ /
( / )
/
/
/ ( )
/ /
/
r rq
r k r k q
x x
k p q
r p
k p q
p r p
q p
r k q
r p r
k p q
r p
+ −
+
+ −
+ − +
+
∞
+ −
+
+
− − +( )
1 1
1
1 1
1
1
1
1
1 1
1
1
1
.
V [20] toçnoe neravenstvo typa Kolmohorova b¥lo dokazano dlq klassa ab-
solgtno monotonn¥x funkcyj pry lgb¥x 1 ≤ p , q , s ≤ ∞ y pry k, r ∈ N ,
k < r.
Pust\ klass S−
— mnoΩestvo, sostoqwee yz analytyçeskyx funkcyj x ( z ) ,
udovletvorqgwyx sledugwym trebovanyqm:
1) funkcyq x ( z ) rehulqrna vo vsej kompleksnoj ploskosty s razrezom
vdol\ poluosy ( – ∞, 0 ) ;
2)
Im ( )
Im
x z
z
< 0 pry Im z ≠ 0.
ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2007, t. 59, # 10
O NERAVENSTVAX TYPA KOLMOHOROVA DLQ FUNKCYJ … 1301
V [18] b¥lo pokazano, çto dlq x S∈ −
pry vsex k < r
x k
q
( ) ≤
k
k q r
x x
q
qk
qr
r k q
r r
k q
r
!
( ) ( !)/
/
( )
/
+ −( )
− ∞
− +
∞
−
1 1 1
1
1 1
,
x k
q
( ) ≤
k
k q r
x x
q
qk
q r
r k q
r r
k q
r!
( ) (( )!)/ ( )
/
( )
/
+ −( ) −
−
−
∞
− − +
−
−
−
1 1 11
1
1
1 1
1
1
1
1 .
2. Osnovn¥e opredelenyq y rezul\tat¥. V dannoj rabote budut poluçe-
n¥ toçn¥e neravenstva vyda (1) dlq funkcyj klassa S−
pry vsex 1 ≤ q , p , s ≤
≤ ∞ y vsex k, r ∈ R , 0 < k < r.
Funkcyy klassa S−
xarakteryzugtsq tem (sm. [21, c. 255]), çto ony dopuska-
gt predstavlenye
x ( z ) = ξ σ+
+
∞
∫ d t
t z
( )
0
, (2)
hde ξ ≥ 0, a σ ( t ) , 0 < t < ∞ , — nekotoraq neub¥vagwaq funkcyq y
0
11
∞
−∫ +( ) ( )t d tσ < ∞ .
Otmetym, çto x zk( )( ) = k
d t
z t k!
( )
( )0 1
∞
+∫ +
σ
, k ∈ N .
Pust\ x = x ( t ) ∈ L1( )R+ y α > 0. Dlq t ≥ 0 poloΩym
( )( )I x tα = 1 1
Γ( )
( ) ( )
α
τ τ τα
−∞
−∫ −
t
t x d .
Teper\ proyzvodnaq Rymana – Lyuvyllq drobnoho porqdka D xα , α ∈ +R , op-
redelqetsq sledugwym obrazom:
D xα = d
dt
x
[ ]
[ ]
[ ]
α
α
α α
+
+
− +
1
1
1I ,
hde [ z ] — celaq çast\ çysla z.
Yz opredelenyq proyzvodnoj drobnoho porqdka sleduet, çto dlq funkcyy
x S∈ −
y α ∈ +R
x z( )( )α = Γ( )
( )
( )
1
0
1+
+
∞
+∫α σ
α
d t
z t
, α ∈ +R .
Opredelym Lp
α = Lp
α ( )R+ , α ∈ +R , kak prostranstvo funkcyj x : R + → R ta-
kyx, çto x Lp
( )α ∈ . Dlq 1 ≤ p , s ≤ ∞ poloΩym Lp s,
α = Lp s, ( )α
R+ = Ls
α ( )R+ ∩
∩ Lp( )R+ .
Dlq 1 ≤ p , s ≤ ∞ y α ∈ +R poloΩym Sp s,
,α − = S Lp s
− ∩ ,
α , Sp
α,− = S Lp
− ∩ α
y Sp
− = S Lp
− ∩ . TakΩe dlq lgb¥x 1 ≤ p , q ≤ ∞ y α β, ∈ +R poloΩym
Sp q,
, ,α β − = S Sp q
α β, ,− −∩ . Yz predstavlenyq (2) funkcyj klassa S−
vydno, çto
x ( z ) ≥ ξ pry lgbom z ∈ +R .
ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2007, t. 59, # 10
1302 V. F. BABENKO, D. S. SKOROXODOV
Pust\ E S( )−
— mnoΩestvo funkcyj vyda e ( z ) = e ( C, D; z ) = D
z C+
, hde
C > 0 y D > 0. PoloΩym
K ( γ, α, β; p, q, s ) =
ϕ
ϕ ϕ
α
γ λ β λ
( )
( ) ( )
q
p s
1− , hde λ =
β α
β γ
− − +
− − +
1 1
1 1
/ /
/ /
s q
s p
y ϕ ∈ −E S( ).
PokaΩem, çto K ( γ, α , β; p, q, s ) ne zavysyt ot v¥bora funkcyy ϕ yz klassa
E S( )− . Dejstvytel\no, pust\ ϕ ( z ) = D
z C+
, hde D > 0 y C > 0. Tohda
ϕ α( )( )z =
Γ( )
( )
α
α
+
+ +
1
1
D
z C
y
ϕ α( )
q
= D dz
z C q
q
Γ( )
( )( )
/
α α+
+
∞
+∫1
0
1
1
=
D
q Cq q
Γ( )
[( ) ] / /
α
α α
+
+ − + −
1
1 1 1 1 1 , 1 ≤ q < ∞ .
V sluçae q = ∞ poluçym ϕ α( )
∞
=
D
C
Γ( )α
α
+
+
1
1 . Poskol\ku [( ) ] /α + −1 1 1q q →
→ 1 pry q → ∞ , moΩno sçytat\, çto
ϕ α( )
q
=
D
q Cq q
Γ( )
[( ) ] / /
α
α α
+
+ − + −
1
1 1 1 1 1 dlq 1 ≤ q ≤ ∞ .
Najdem znaçenye K ( γ, α, β; p, q, s ) dlq funkcyy ϕ ( z ) :
K ( γ, α, β; p, q, s ) =
ϕ
ϕ ϕ
α
γ λ β λ
( )
( ) ( )
q
p s
1− =
=
D
q C
D
p C
D
s C
q q
p p s s
Γ
Γ Γ
( )
[( ) ]
( )
[( ) ]
( )
[( ) ]
/ /
/ / / /
α
α
γ
γ
β
β
α
γ
λ
β
λ
+
+ −
+
+ −
+
+ −
+ −
+ − + −
−
1
1 1
1
1 1
1
1 1
1 1 1
1 1 1 1 1 1
1 =
=
Γ
Γ Γ
( )
[( ) ]
( )
[( ) ]
( )
[( ) ]
/
/ /
α
α
γ
γ
β
β
λ λ
+
+ −
+
+ −
+
+ −
−
1
1 1
1
1 1
1
1 1
1
1 1
1
q
p s
q
p s
⋅
D
C
D
C
D
C
q
p s
α
γ
λ
β
λ
+ −
+ − + −
−
1 1
1 1 1 1
1
/
/ /
.
Tak kak C p s q( / ) ( / )( ) ( / )γ λ β λ α+ − + + − − − + −1 1 1 1 1 1 1 = 1, to
K ( γ, α, β; p, q, s ) =
Γ
Γ Γ
( )[( ) ] [( ) ]
[ ( )] [ ( )] [( ) ]
/ /
/
α γ β
γ β αλ λ
+ + − + −
+ + + −−
1 1 1 1 1
1 1 1 1
1 1
1 1
p s
q
p s
q .
Takym obrazom, m¥ pokazaly, çto K ( γ, α , β; p , q , s ) ne zavysyt ot v¥bora
funkcyy ϕ ∈ −E S( ).
Sformulyruem osnovn¥e rezul\tat¥ rabot¥.
Teorema(1. Dlq lgb¥x çysel α γ β, , ∈ +R , γ α β≤ − ≤1/ q y γ < β, 1 ≤
≤ q ≤ ∞ y lgboj funkcyy x S∈ ∞ ∞
−
,
, ,γ β
v¥polnqetsq neravenstvo
x
q
( )α ≤ K q x x
q q
( , , ; , , ) ( )
/
( )
/
γ α β γ
β α
β γ β
α γ
β γ∞ ∞
∞
− +
−
∞
− −
−
1 1
. (3)
ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2007, t. 59, # 10
O NERAVENSTVAX TYPA KOLMOHOROVA DLQ FUNKCYJ … 1303
Neravenstvo (3) obrawaetsq v ravenstvo dlq lgboj funkcyy x E S∈ −( ).
Neravenstvo (3) — πto obobwenye neravenstva, poluçennoho v [18]. ∏ta teo-
rema yspol\zuetsq pry dokazatel\stve sledugwej obwej teorem¥.
Teorema(2. Dlq lgboj funkcyy x S p s∈ −
,
,β
, hde
α ≥ 1 1
1 1 1
1 1
/ /max ,
( )
q
q
p s
+ + − +
+ −
α
β
, ( / )( / )α + − −1 1 1 1q p ≤ β,
1 ≤ q , s ≤ ∞ y α + −2 1/q ≤ p ≤ ∞ , v¥polnqetsq neravenstvo
x
q
( )α ≤ K p q s x xp
s q
s p
s
p q
s p( , , ; , , )
/ /
/ / ( )
/ /
/ /0
1 1
1 1
1 1
1 1α β
β α
β β
α
β
− − +
− +
+ −
− + . (4)
Neravenstvo (4) obrawaetsq v ravenstvo dlq lgboj funkcyy x E S∈ −( ) .
Yzvestnaq zadaça Kolmohorova (sm., naprymer, [1, 2]) o suwestvovanyy funk-
cyj, ymegwyx zadann¥e znaçenyq norm posledovatel\n¥x proyzvodn¥x, formu-
lyruetsq tak. Pust\ i = 1, 2, … , m, m ∈ N . Dlq zadann¥x çysel M
i ipν , , 1 ≤
≤ pi ≤ ∞ , 0 ≤ ν1 < … < νm ≤ r, r ∈ N , y dlq nekotoroho klassa X hladkyx
funkcyj najty neobxodym¥e y dostatoçn¥e uslovyq suwestvovanyq funkcyy
x4∈ X takoj, çto x i
ip
( )ν = M
i ipν , , i = 1, 2, … , m.
M¥ pryvedem reßenye πtoj zadaçy dlq X = S p s,
,β −
y m = 3.
Teorema(3. Pust\ parametr¥ α , β , p , q y s udovletvorqgt uslovyqm
1 ≤ q , s ≤ ∞ ,
α ≥ 1 1
1 1 1
1 1
/ /max ,
( )
q
q
p s
+ + − +
+ −
α
β
, ( / )( / )α + − −1 1 1 1q p ≤ β,
y α + −2 1/q ≤ p ≤ ∞ . Tohda dlq lgb¥x trex poloΩytel\n¥x çysel M p0, ,
M qα, , M sβ, suwestvuet funkcyq x S p s∈ −
,
,β
takaq, çto
x p = M p0, , x
q
( )α = M qα, , x
s
( )β = M sβ,
tohda y tol\ko tohda, kohda
M qα, ≤ K p q s M Mp s( , , ; , , ) , ,0 0
1α β λ
β
λ− , (5)
hde λ =
β α
β
− − +
− +
1 1
1 1
/ /
/ /
s q
s p
.
Otmetym, çto teorema42 pokaz¥vaet, çto uslovye (5) qvlqetsq neobxodym¥m
v teoreme43.
3. Dokazatel\stvo neravenstv typa Kolmohorova dlq funkcyj yz klas-
sa S
–
y sledstvyq yz nyx.
Lemma. Pust\ funkcyq x S∈ −
y α γ β, , ∈ +R , 0 ≤ γ ≤ α ≤ β , β > γ .
Tohda pry lgbom z ∈ +R \ { }0 ymeet mesto neravenstvo
x z( )( )α ≤
Γ
Γ Γ
( )
( ) ( )
( ) ( )( ) ( )α
γ β
β α
β γ
α γ
β γ
γ
β α
β γ β
α γ
β γ+
+( ) +( )
−
−
−
−
−
−
−
−1
1 1
x z x z .
Dokazatel\stvo. Dejstvytel\no, pry lgbom z ∈ +R \ { }0 , yspol\zuq ne-
ravenstvo Hel\dera s pokazatelqmy
β γ
β α
−
−
y
β γ
α γ
−
−
, poluçaem
ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2007, t. 59, # 10
1304 V. F. BABENKO, D. S. SKOROXODOV
x z( )( )α = Γ( )
( )
( )
α σ
α+
+
∞
+∫1
0
1
d t
z t
= Γ( )
( )
( ) ( )
( ) ( )
α σ
β α
β γ
γ
α γ
β γ
β
+
+ +
∞
−
−
+
−
−
+
∫1
0 1 1
d t
z t z t
≤
≤ Γ( )
( )
( )
( )
( )
α σ σ
γ
β α
β γ
β
α γ
β γ
+
+
+
∞
+
−
− ∞
+
−
−
∫ ∫1
0
1
0
1
d t
z t
d t
z t
=
=
Γ
Γ Γ
( )
( ) ( )
( ) ( )( ) ( )α
γ β
β α
β γ
α γ
β γ
γ
β α
β γ β
α γ
β γ+
+( ) +( )
−
−
−
−
−
−
−
−1
1 1
x z x z .
Takym obrazom, m¥ poluçyly trebuemoe neravenstvo.
Dokazatel\stvo teorem¥(1. Pust\ K =
Γ( )
( ) /
α
α
+
+ −( )
1
1 1 1q q . Vospol\zuemsq
obobwenn¥m neravenstvom Mynkovskoho y dalee neravenstvom Hel\dera s
pokazatelqmy
β γ
β α
−
− + 1/q
y
β γ
α γ
−
− − 1/q
:
x
q
( )α =
0
1
1
∞
+∫ +
⋅ +
Γ( ) ( )
(( ) )
α σ
α
d t
t
q
≤ Γ( )
(( ) )
( )α σα+
⋅ +
∞
+∫1
1
0
1t
d t
q
=
= Γ( )
( )
( )( )
/
α σα+
+
∞ ∞
+∫ ∫1
0 0
1
1
dz
z t
d tq
q
= K
d t
t q
0
1 1
∞
+ −∫ σ
α
( )
/ =
= K
d t
t t
q q
0
1 1 1 1
∞
− + +
−
− − +
−
∫ σ
β α γ
β γ
α γ β
β γ
( )
( / ) ( ) ( / ) ( ) ≤ K
d t
t
d t
t
q q
0
1
1
0
1
1
∞
+
− +
− ∞
+
− −
−
∫ ∫
σ σ
γ
β α
β γ
β
α γ
β γ( ) ( )
/ /
.
Otmetym, çto dlq funkcyy x S∈ ∞
−α,
znaçenye norm¥ proyzvodnoj porqdka
α, α ∈ +R , est\ x ( )α
∞
= Γ( )
( )α σ
α+
∞
+∫1
0 1
d t
t
. Takym obrazom, m¥ poluçaem tre-
buemoe neravenstvo
x
q
( )α ≤ K x xq q
q q
( ( )) ( ( ))
/ /
( )
/
( )
/
Γ Γγ β
β α
β γ
α γ
β γ
γ
β α
β γ β
α γ
β γ
+ +
− +
−
− −
−
∞
− +
−
∞
− −
−
1 1
1 1
1 1
.
Sledstvye(1. Dlq lgboj funkcyy x S q∈ ∞
− −α 1/ , , hde α ≥ 1/q y 1 ≤ q ≤
≤ ∞ , v¥polnqetsq neravenstvo
x
q
( )α ≤ ( )( ) / ( / )α α+ + − −
∞
1 1 1 1q xq q .
Neravenstvo obrawaetsq v ravenstvo dlq lgboj funkcyy x E S∈ −( ) .
Teorema(4. Dlq lgboj funkcyy x S
p p
∈ +
+
+
+
−
α
γ
α
β
γ β
1
1
1
1
,
, , , hde 0 ≤ γ ≤ α ≤ β y
1 ≤ p ≤ ∞ , v¥polnqetsq neravenstvo
x
p
( )α ≤ K p q p x x
p p
γ α β α
γ
α
β
γ
α
γ
β α
β γ β
α
β
α γ
β γ, , ; , , ( ) ( )+
+
+
+
+
+
−
−
+
+
−
−1
1
1
1 1
1
1
1
. (6)
Neravenstvo (6) obrawaetsq v ravenstvo dlq lgboj funkcyy x E S∈ −( ).
ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2007, t. 59, # 10
O NERAVENSTVAX TYPA KOLMOHOROVA DLQ FUNKCYJ … 1305
Dokazatel\stvo. Dlq kratkosty oboznaçym
K = K p q pγ α β α
γ
α
β
, , ; , ,
+
+
+
+
1
1
1
1
=
Γ
Γ Γ
( )
( ) ( )
α
γ β
β α
β γ
α γ
β γ
+
+( ) +( )
−
−
−
−
1
1 1
.
Yspol\zuq lemmu y neravenstvo Hel\dera s pokazatelqmy
( )( )
( )( )
α β γ
γ β α
+ −
+ −
1
1
y
( )( )
( )( )
α β γ
β α γ
+ −
+ −
1
1
, ymeem
x
p
p( )α =
0
∞
∫ x z dz
p( )( )α ≤
0
∞ −
−
−
−∫
K x z x z dz
p
( ) ( )( ) ( )γ
β α
β γ β
α γ
β γ ≤
≤ K x z x z dzp p p
0
∞ −
−
−
−∫ ( ) ( )( ) ( )γ
β α
β γ β
α γ
β γ ≤
≤ K x z dz x z dzp p p
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1∞ +
+
+ −
+ − ∞ +
+
+ −
+ −
∫ ∫
( )
( ) ( )
( ) ( )
( )
( ) ( )
( ) ( )
( ) ( )γ
α
γ
γ β α
α β γ
β
α
β
β α γ
α β γ
=
= K x xp
p
p
p
p
( ) ( )γ
α
γ
β α
β γ β
α
β
α γ
β γ
+
+
−
−
+
+
−
−
1
1
1
1
.
Takym obrazom, m¥ poluçyly neravenstvo (6).
Teorema(5. Dlq lgboj funkcyy x S p
p
p
p
∈ + +
+
+ +
+
−
α
γ
α
β
γ β
1 1
1
1 1
1
/
,
/
, , , hde 0 ≤ γ ≤ α ≤
≤ β – 1 y
β
α + 1
≤ p ≤ ∞ , v¥polnqetsq neravenstvo
x ( )α
∞
≤ K
p
p
p
p x xp
p
p
p
p
p
γ α β α
γ
α
β
γ
α
γ
β α
β γ β
α
β
α γ
β γ, , ; , ,/ / ( )
/
/
( )
/
/
+ +
+
∞ + +
+
+ +
+
− −
−
+ +
+
− +
−1 1
1
1 1
1 1 1
1
1
1 1
1
1
.
(7)
Neravenstvo (7) obrawaetsq v ravenstvo dlq lgboj funkcyy x E S∈ −( ).
Dokazatel\stvo. Poskol\ku lgbaq funkcyq x yz klassa S −
qvlqetsq
ub¥vagwej vmeste so svoymy proyzvodn¥my, to x ( )α
∞
= x ( )( )α 0 . TakΩe
x z( )( )α → 0 pry z → ∞ . Poπtomu ymegt mesto sootnoßenyq
x
p( )α
∞
= x
p( )( )α 0 =
0
∞
∫ ( )d x z
p( )( )α = p x z x z dz
p
0
1 1
∞
− +∫ ( ) ( )( ) ( )α α .
Yspol\zuq neravenstvo Hel\dera dlq pokazatelej
p p
p p
α
α α
+ +
+ − −
1
1
y
p pα
α
+ +
+
1
2
,
a takΩe neravenstvo (6), poluçaem
x
p( )α
∞
≤ p x z dz x z dz
p p
p
p p p p p p
0
1
1
1 1
1
0
1
1
2
2
1∞ + +
+
+ −
+ + ∞
+
+ +
+
+
+ +
∫ ∫
( )
( )( )
( )( ) ( )α
α
α
α
α α
α
α
α
α
=
ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2007, t. 59, # 10
1306 V. F. BABENKO, D. S. SKOROXODOV
= p x xp p
p
p p
( ) ( )α
α
α
α α
α
+ +
+
− + + +
+
1
1
1 1
1
2
≤ p K p q pp⋅ +
+
+
+
−1 1
1
1
1
γ α β α
γ
α
β
, , ; , , ×
× K p q p x xp p
p
p p
p
γ α β α
γ
α
β
γ
α
γ
β α
β γ
β α
β γ β
α
β
α γ
β γ
α γ
β γ, , ; , , ( )
( )
( )
( )
+ +
+
+
+
+ +
+
−
−
− +
− −
−
+ +
+
−
−
− +
− −
−1
2
1
2
1 1
1
1
1
1
1
1
1
.
Takym obrazom, m¥ dokazaly neravenstvo (7).
Perepyßem neravenstvo (7) v bolee nahlqdnom vyde.
Sledstvye(2. Dlq lgboj funkcyy x S
p p
∈ +
+
−
,
, ,
γ
β
γ β
1
1
, hde 0 ≤ γ ≤ α ≤ β – 1 y
β
γ
+
+
1
1
≤ p ≤ ∞ , v¥polnqetsq neravenstvo
x ( )α
∞
≤ K p p x x
p p
γ α β γ
β
γ λ β
γ
β
λ
, , ; , , ( ) ( )∞ +
+
+
+
−1
1 1
1
1
, (8)
hde λ =
β α β
γ
β γ β
γ
− − +
+
− − +
+
+
1
1
1
1
1
( )
( )
p
p p
. Neravenstvo (8) obrawaetsq v ravenstvo dlq
lgboj funkcyy x E S∈ −( ) .
Teorema(6. Dlq lgboj funkcyy x S
p p
∈ +
+
−
,
, ,
γ
β
γ β
1
1
, hde 0 ≤ γ ≤ α – 1 / q ≤ β – 1,
β
γ
+
+
1
1
≤ p ≤ ∞ , 1 ≤ q ≤ ∞ y γ 2 21+ −( )p > 0, ymeet mesto neravenstvo
x
q
( )α ≤ K p q p x x
p p
γ α β γ
β
γ λ β
γ
β
λ
, , ; , , ( ) ( )+
+
+
+
−1
1 1
1
1
, (9)
hde λ =
β α β
γ
β γ β
γ
− − +
+
+
− − +
+
+
1
1
1
1
1
1
( )
( )
p q
p p
. Neravenstvo (9) obrawaetsq v ravenstvo dlq
lgboj funkcyy x E S∈ −( ) .
Dokazatel\stvo. Dlq dokazatel\stva neravenstva (9) posledovatel\no
prymenym neravenstva (3) y (8). Neravenstvo (9) obrawaetsq v ravenstvo dlq
lgboj funkcyy yz E S( )−
, tak kak dlq funkcyj yz E S( )−
v ravenstva obra-
wagtsq neravenstva (3) y (8).
Zametym, çto uslovye γ 2 21+ −( )p > 0 v¥tekaet yz toho fakta, çto pry
γ = 0 ne suwestvuet x z dz( )( )γ
0
∞
∫ dlq funkcyy x E S∈ −( ), tak kak v πtom
sluçae on obratytsq v
D dz
C z+
∞
∫0
.
Teorema(7. Dlq lgboj funkcyy x S
q
p∈
+
+
+
−
( ) ,
,
α
β
β
1
1
1
, hde α ≥ +max ,{ / / }1 1 1p q ,
β α≥ + −1 1/q , β ≤ p ≤ ∞ y 1 ≤ q ≤ ∞ , v¥polnqetsq neravenstvo
ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2007, t. 59, # 10
O NERAVENSTVAX TYPA KOLMOHOROVA DLQ FUNKCYJ … 1307
x
q
( )α ≤ K q q
p
x xq p0 1
1
1 1 1
1
1
, , ; ( ) , , ( )
( )α β α
β α
λ β
β
λ
+ +
+
+ +
+
−
, (10)
hde λ =
β α β
β β
α
− − +
+
+
− +
+
+
+
1
1
1
1
1
1
1
p q
p q( )
. Neravenstvo (10) obrawaetsq v ravenstvo dlq
lgboj funkcyy x E S∈ −( ) .
Dokazatel\stvo. V sylu neravenstva (9) budem ymet\
x
q
( )α ≤ K p p q
p
x xp
p
p q
p
p
q
p1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1/ , , ; , , ( / ) ( )α β
β
β α
β
β
β
β
β
α
β
β
+
+
− −
+
+
+
−
+
+
+
+
−
−
+
+ .
Prymenqq dlq ocenky x p
p
( / )1
ewe raz neravenstvo (9) v vyde
x p
p
( / )1 ≤ K p q p q x xq
q
q q
q
q
q q0 1 1 1
1
1 1
1
1
1
1 1
1, , ; ( ) , ,/ ( )
( ) ( )
( )
( )α α α
α
α
α α
α
α
α+( ) +
−
− +
+
+
− +
+ ,
poluçaem neravenstvo (10).
Sledstvye(3 . Dlq lgboj funkcyy x S q s∈ +
−
( ) ,
,
α
β
1 , hde α ≥
≥ max ,
( )
1
1
1 1
1
β + −
+
s q
, β α≥ + −1 1/q y 1 ≤ q , s ≤ ∞ , ymeet mesto ne-
ravenstvo
x
q
( )α ≤ K q q s x xq s
0 1 1
1
, , ; ( ) , , ( )
( )α β α α
λ β λ
+( ) +
−
, (11)
hde λ =
β α
β
α
− − +
− +
+
1 1
1 1
1
s q
s q( )
. Neravenstvo (11) obrawaetsq v ravenstvo dlq
lgboj funkcyy x E S∈ −( ) .
Teorema(8 . Dlq lgboj funkcyy x S q p s∈ − +
−
( / ) ,
,
α
β
1 1 , hde α ≥ 1
q
+
+ max ,
( )
1
1 1
1 1p s
+
+ −
β
, α β+ − − ≤1 1 1/ /q p , 1
1
1 1
+
+ −α /q
≤ p ≤ ∞ y
1 ≤ q , s ≤ ∞ , v¥polnqetsq neravenstvo
x
q
( )α ≤ K q p q s x xq p s
0 1 1 1 1
1
, , ; ( ) , ,/ ( / )
( )α β α α
λ β λ
− +( ) − +
−
, (12)
hde λ =
β α
β α
− − +
− + − +( )
1 1
1 1 1 1
/ /
/ / /( )
s q
s p q
. Neravenstvo (12) obrawaetsq v ravenstvo
dlq lgboj funkcyy x E S∈ −( ) .
Dokazatel\stvo. V sylu neravenstva (9) dlq çysel γ, α, β = ω y norm p,
q y
γ
ω
+
+
1
1
p ymeem
ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2007, t. 59, # 10
1308 V. F. BABENKO, D. S. SKOROXODOV
x
q
( )α ≤ K p q p x x
p p
γ α ω γ
ω
γ η ω
γ
ω
η
, , ; , , ( ) ( )+
+
+
+
−1
1 1
1
1
,
hde η =
ω α ω
γ
ω γ ω
γ
− − +
+
+
− − +
+
+
1
1
1
1
1
1
( )
( )
p q
p p
. Prymenqq dlq ocenky x
p
( )γ
neravenstvo (11)
dlq çysel β = γ, β y norm ( )α +1 p , p y s, a dlq ocenky x
p
( )ω γ
ω
+
+
1
1
nera-
venstvo (11) dlq çysel α = ω, β y norm ( )γ +1 p ,
γ
ω
+
+
1
1
p y s, poluçaem
x
p
( )γ ≤ K p p s x xp s
0 1 1
1
, , ; ( ) , , ( )
( )γ β γ γ
µ β µ
+( ) +
−
,
x
p
( )ω γ
ω
+
+
1
1
≤ K p p s x xp s
0 1
1
1 1
1
, , ; ( ) , , ( )
( )ω β γ γ
ω γ
τ β τ
+ +
+
+
−
,
hde µ =
β γ
β γ
− − +
− + +
1 1
1 1 1
/ /
/ /(( ) )
s p
s p
y τ =
β ω ω γ
β γ
− − + + +
− + +
1 1 1
1 1 1
/ /
/ /
( ) (( ) )
(( ) )
s p
s p
. Okonçatel\no
ymeem
x
q
α ≤ K p q s x xp s
0 1 1
1
, , ; ( ) , , ( )
( )α β γ γ
λ β λ
+( ) +
−
.
Podstavlqq γ α= − 1/q y ω α= − +1 1/q , poluçaem neravenstvo (12).
Zametym, çto teorema42 — πto pereformulyrovka teorem¥48 v bolee udobnom
vyde.
4. Dokazatel\stvo teorem¥(3. Neobxodymost\ uslovyq (5) sleduet yz
neravenstva (4).
PokaΩem dostatoçnost\ uslovyq (5). Pust\ 0 < a, c < ∞ , 0 ≤ b < ∞ y
ϕa b c z, , ( ) = d t
z t
σ( )
+
∞
∫0
, pryçem
σ( )t =
0 pry
pry
pry
t c
at bc a b c t bc c
a t bc c
≤
− < ≤ +
> +
,
( ) ( ) ,
.
/ /
Proyzvodnug porqdka α, α ∈ +R , funkcyy ϕa b c z, , ( ) moΩno predstavyt\ v
vyde
ϕ α
a b c z, ,
( ) ( ) = Γ( )
( )
α α+
+ +
+
∫1 1
a dt
z t
c
bc c
= a c dm
z c m
b
Γ( )
( )/
α α
α+
+ +
+
∫1 1
1
1
.
Norma proyzvodnoj porqdka α, α ∈ +R , funkcyy ϕa b c z, , ( ) v metryke Lq , 1 ≤
≤ q < ∞ , ymeet vyd
ϕ α
a b c q, ,
( ) = a c dm
c m
b
q
Γ( )
(( ) )/
α α
α+
⋅ + +
+
∫1 1
1
1
=
= a c dm
c m
dz
b q q
Γ( )
(( ) )/
/
α α
α+
⋅ +
∞
+
+
∫ ∫1
0
1
1
1
1
=
ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2007, t. 59, # 10
O NERAVENSTVAX TYPA KOLMOHOROVA DLQ FUNKCYJ … 1309
= a c dm
w m
dwq
b q q
Γ( )
( )
/
/
α α
α+
+
−
∞
+
+
∫ ∫1 1
0
1
1
1
1
= ac q
b q
α αϕ−1
1 1
/
, ,
( ) .
Pry q = ∞ ymeem
ϕa b c, , ∞
= ac dm
m
b
1
1+
∫ = ac bln( )1 + = ac bϕ1 1, , ∞
,
a pry α > 0
ϕ α
a b c, ,
( )
∞
= a c dm
m
b
Γ( )α α
α+ +
+
∫1 1
1
1
=
= a c
b
Γ( )
( )
α
α
α
α+ −
+
1 1 1 1
1
= ac b
α αϕ1 1, ,
( )
∞
.
PredpoloΩym, çto çysla M p0, , M qα, y M sβ, poloΩytel\n¥ y udovletvo-
rqgt neravenstvu (5). PokaΩem, çto najdutsq takye koπffycyent¥ 0 < a, c <
< ∞ y 0 ≤ b < ∞ , çto v¥polnen¥ ravenstva
M p0, = ϕa b c p, , = ac p
b p
−1
1 1
/
, ,ϕ , (13)
M qα, = ϕ α
a b c q, ,
( ) = ac q
b q
α αϕ−1
1 1
/
, ,
( ) , (14)
M sβ, = ϕ β
a b c s, ,
( ) = ac s
b s
β βϕ−1
1 1
/
, ,
( ) . (15)
Yz ravenstv (13)4– (15) m¥ moΩem ysklgçyt\ koπffycyent a :
M
M
q
p
α,
,0
= T b cα( , ) =
c q p
b q
b p
α αϕ
ϕ
− +1 1
1 1
1 1
/ /
, ,
( )
, ,
, (16)
M
M
s
p
β,
,0
= T b cβ( , ) =
c s p
b s
b p
β βϕ
ϕ
− +1 1
1 1
1 1
/ /
, ,
( )
, ,
. (17)
Takym obrazom, esly m¥ najdem koπffycyent¥ 0 < c < ∞ y 0 ≤ b < ∞ ,
udovletvorqgwye ravenstvam (16) y (7), to, poloΩyv a : =
M c
T
q
p
b p
α
α ϕ
,
/
, ,
1
1 1
=
=
M c
T
s
p
b p
β
β ϕ
,
/
, ,
1
1 1
> 0, najdem koπffycyent¥ a, b y c, udovletvorqgwye raven-
stvam (13) – (15). Zametym, çto yz ravenstv (16) y (17) ysklgçaetsq takΩe ko-
πffycyent c :
M
M
M
M
q
p
p
s
q p
s pα
β
α
β,
,
,
,
/ /
/ /
0
0
1 1
1 1
− +
− +
=
M
M M
q
p s
α
λ
β
λ
,
, ,0
1− =
ϕ
ϕ ϕ
α
λ β λ
1 1
1 1 1 1
1
, ,
( )
, , , ,
( )
b q
b p b s
− . (18)
Rassmotrym funkcyg F ( b ) =
ϕ
ϕ ϕ
α
λ β λ
1 1
1 1 1 1
1
, ,
( )
, , , ,
( )
b q
b p b s
− . V sluçae, esly m¥ naj-
dem koπffycyent b, 0 ≤ b < ∞ , udovletvorqgwyj ravenstvu (18), m¥ srazu
ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2007, t. 59, # 10
1310 V. F. BABENKO, D. S. SKOROXODOV
Ωe najdem koπffycyent¥ a y c, 0 < a, c < ∞ , udovletvorqgwye ravenstvam
(13) – (15), poloΩyv
a =
M c
T
q
p
b p
α
α ϕ
,
/
, ,
1
1 1
=
M c
T
s
p
b p
β
β ϕ
,
/
, ,
1
1 1
> 0, c = F b
M
M
s
p
b p
b q
q p
( ) ,
,
, ,
, ,
( )
/ /
β
λ
α
αϕ
ϕ0
1
1 1
1 1
1
1 1
− − +
.
V sylu neravenstva (5) 0 < F ( b ) ≤ K ( 0, α, β; p, q, s ) . V sluçae, kohda
M
M M
q
p s
α
λ
β
λ
,
, ,0
1− = K ( 0, α, β; p, q, s ) , voz\mem b = 0. Dlq takoho v¥bora koπffycy-
enta b funkcyq ϕ1 1, ,b prynadleΩyt klassu E S( )− , a dlq funkcyj yz πtoho
klassa neravenstvo (4) obrawaetsq v ravenstvo, sledovatel\no, F ( 0 ) = K ( 0, α,
β; p, q, s ) =
M
M M
q
p s
α
λ
β
λ
,
, ,0
1− .
Pust\ teper\ neravenstvo (5) strohoe. Oboznaçym ξ =
M
M M
q
p s
α
λ
β
λ
,
, ,0
1− . Tohda
0 < ξ < K ( 0, α, β; p, q, s ) y pry πtom ξ — fyksyrovannaq velyçyna. PokaΩem,
çto F ( b ) prynymaet vse znaçenyq yz yntervala ( 0, K ( 0, α, β; p, q, s )) , esly b
probehaet ( 0, ∞ ) . Dlq πtoho otmetym, çto funkcyq F ( b ) =
ϕ
ϕ ϕ
α
λ β λ
1 1
1 1 1 1
1
, ,
( )
, , , ,
( )
b q
b p b s
−
neprer¥vno zavysyt ot b, b ∈ ( 0, ∞ ) . Krome toho, pokaΩem, çto F ( b ) → K ( 0,
α, β; p, q, s ) pry b → 0 y F ( b ) → 0 pry b → ∞ .
Podrobnoe dokazatel\stvo πtyx faktov m¥ pryvedem dlq 1 ≤ p , q , s < ∞ .
V sluçae, kohda nekotor¥e (yly vse) yz parametrov p , q , s ravn¥ ∞ , v pryve-
denn¥e nyΩe v¥kladky nado vnesty nesloΩn¥e yzmenenyq, uçyt¥vagwye spe-
cyfyku qvnoho vyda ϕ1 1, ,b ∞
y ϕ α
1 1, ,
( )
b ∞
.
Funkcyg F ( b ) predstavym v vyde
F ( b ) =
Γ
Γ
( )
[ ( )]
( )
( )
/
/ (
α
β λ
α
λ
β
+
+
⋅
+
+
+
∞ +
+
∞ + ∞ +
+
∫ ∫
∫ ∫ ∫ ∫
1
1
0 1
1
1
1
0 1
1
0 1
1
1
1
b q q
b p p
b s
dm
w m
dw
dm
w m
dw dm
w m
dw
−−λ)/ s =
=
Γ
Γ
( )
[ ( )]
( )
( )
/
/
α
β λ
α
λ
β
+
+
⋅
+
+
+
∞ +
+
∞ + ∞ +
+
∫ ∫
∫ ∫ ∫ ∫
1
1
1
1 1
0 1
1
1
1
0 1
1
0 1
1
1
b
dm
w m
dw
b
dm
w m
dw
b
dm
w m
dw
b q q
b p p
b s
−( )/1 λ s .
Uçyt¥vaq, çto pry b → 0
1
1
1
1
b
dm
w m
b
( )+ +
+
∫ α → 1
1( )w m+ +α ,
poluçaem
ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2007, t. 59, # 10
O NERAVENSTVAX TYPA KOLMOHOROVA DLQ FUNKCYJ … 1311
F ( b ) →
Γ
Γ
( )
[ ( )]
α
β λ
+
+
1
1
×
× 0
1
1
0 0
1
1
1
1
1
1
1
1
∞
+
∞ ∞
+
−
∫
∫ ∫
+
+
+
( )
( )
/
/ ( )/
w
dw
w
dw
w
dw
q q
p p s s
α
λ
β
λ = K ( 0, α, β; p, q, s )
pry b → 0 .
PokaΩem, çto F ( b ) → 0 pry b → ∞ . Otmetym, çto dlq vsex b > 1
A ( α, q ) : =
0 1
2
1
1∞
+∫ ∫ +
dm
w m
dw
q q
( )
/
α ≤
0 1
1
1
1∞ +
+∫ ∫ +
b q q
dm
w m
dw
( )
/
α ≤
≤
0 1
1
1∞ ∞
+∫ ∫ +
dm
w m
dw
q q
( )
/
α = : B ( α, q ) .
Pry πtom çysla A ( α, q ) y B ( α, q ) poloΩytel\n¥ y ne zavysqt ot b. Sledova-
tel\no, dlq vsex b > 2
[ ( )]
( )
( )
Γ
Γ
β
α
λ+
+
1
1
F b ≤
B q
A s
dm
w m
dw
b p p
( , )
[ ( , )]
/
α
β λ
λ
1
0 1
1
−
∞ + −
∫ ∫ +
=
=
B q
A s
b
w
dwp
p
( , )
[ ( , )]
ln
/
α
β λ
λ
1
0
1
1−
∞ −
∫ +
+
≤
B q
A s
b
w
dw
b
p
p
( , )
[ ( , )]
ln
/ /
α
β λ
λ
1
0
1 2
1
1−
− + −
∫ +
+
≤
≤
B q
A s
dw
b
p
p
( , )
[ ( , )]
ln
/ /
α
β λ
λ
1
0
1 2
3−
− + −
∫
≤
B q
A s
dw
b p
( , )
[ ( , )]
ln
/ /
α
β λ
λ
λ
1
0
1 2
3−
−
− + −
( )
∫ =
= B q
A s b p
( , ) ln
[ ( , )] ( / ) /
α
β
λ
λ λ
3
2 11
( )
−
−
− .
Tretyj znak neravenstva v pryvedennoj v¥ße cepoçke neravenstv ymeet mesto,
tak kak pry w ≤ – 1 + b / 2 v¥polneno sootnoßenye 1
1
+
+
b
w
≥ 3.
Qsno, çto
B
A b p1 2 1− −λ λ( / ) / → 0 pry b → ∞ . Poskol\ku 0 < F ( b ) ≤
≤ B
A b p1 2 1− −λ λ( / ) / , to F ( b ) → 0 pry b → ∞ .
Takym obrazom, m¥ pokazaly, çto F ( b ) → K ( 0, α, β; p, q, s ) pry b → 0 y
F ( b ) → 0 pry b → ∞ . Funkcyq F ( b ) neprer¥vna, poπtomu ona prynymaet vse
znaçenyq yz yntervala ( 0, K ( 0, α, β; p, q, s )) , kohda 0 < b < ∞ . Sledovatel\-
no, suwestvuet b0 , 0 < b0 < ∞ , takoe, çto F ( b0 ) = ξ .
Kak b¥lo otmeçeno v¥ße, yz dokazannoho sleduet, çto suwestvugt koπffy-
cyent¥ 0 < a , c < ∞ y 0 ≤ b < ∞ , udovletvorqgwye uravnenyqm (13) – (15).
Znaçyt, najdetsq funkcyq x Sp s∈ −
,
,β
takaq, çto x p = M p0, , x
q
( )α = M qα, ,
x
s
( )β = M sβ, , kak tol\ko v¥polneno neravenstvo (5).
ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2007, t. 59, # 10
1312 V. F. BABENKO, D. S. SKOROXODOV
Zameçanye. Neravenstva (3), (6), (8), (9) y (11) v polnom obæeme ne sledugt
yz neravenstva (4), poskol\ku uslovyq, nalahaem¥e na parametr¥ neravenstvom
(4), bolee syl\n¥e, çem πto trebuetsq v kaΩdom yz pereçyslenn¥x neravenstv.
Odnako otmetym, çto lgboe yz neravenstv (3), (6), (8), (9) pry γ = 0, a takΩe
neravenstvo (11), kak y neravenstvo (4), qvlqgtsq neobxodym¥m y dostatoçn¥m
uslovyem dlq sootvetstvugwej zadaçy Kolmohorova.
1. Kolmohorov A. N. O neravenstvax meΩdu verxnymy hranqmy posledovatel\n¥x
proyzvodn¥x proyzvol\noj funkcyy na beskoneçnom yntervale // Uçen. zap. Mosk. un-ta.
Matematyka. – 1939. – 30, kn. 3. – S.43 – 13.
2. Kolmohorov A. N. O neravenstvax meΩdu verxnymy hranqmy posledovatel\n¥x
proyzvodn¥x funkcyy na beskoneçnom yntervale // Yzbr. tr. Matematyka, mexanyka. – M.:
Nauka, 1985. – S.4252 – 263.
3. Habußyn V. N. O nayluçßem pryblyΩenyy operatora dyfferencyrovanyq na poluprqmoj
// Mat. zametky. – 1976. – 6, # 5. – S.4573 – 582.
4. Hardy G. H., Littlewood J. E., Polya G. Inequalities. – Cambridge, 1934.
5. Stein E. M. Functions of exponential type // Ann. Math. – 1957. – 65, # 3. – P. 582 – 592.
6. Tajkov L. V. Neravenstva typa Kolmohorova y formul¥ çyslennoho dyfferencyrovanyq
// Mat. zametky. – 1967. – 4, # 2. – S.4223 – 238.
7. Landau E. Einige Ungleichungen für zweimal differenzierbare Funktion // Proc. London Math.
Soc. – 1913. – 13. – P. 43 – 49.
8. Matoryn A. P. O neravenstvax meΩdu maksymumamy absolgtn¥x znaçenyj funkcyj y ee
proyzvodn¥x na poluosy // Ukr. mat. Ωurn. – 1955. – 7, # 3. – S.4262 – 266.
9. Schoenberg I. J., Cavaretta A. Solutions of Landau’s problem, concerning higher derivatives on
half-line // M.R.C. Techn. Summary Report. – 1970.
10. Schoenberg I. J., Cavaretta A. Solutions of Landau’s problem, concerning higher derivatives on
half-line // Proc. Conf. Approxim. Theory. – Varna, Sofia, 1972. – P. 297 – 308.
11. Lgbyç G. Y. O neravenstvax meΩdu stepenqmy lynejn¥x operatorov // Yzv. AN SSSR. Ser.
mat. – 1960. – 24. – S. 825 – 864.
12. Kupcov N. P. Kolmohorovskye ocenky dlq proyzvodn¥x v L2 0[ , )∞ // Tr. Mat. yn-ta AN
SSSR. – 1975. – 138. – S. 94 – 117.
13. Arestov V. V. Nayluçßee pryblyΩenye neohranyçenn¥x operatorov ohranyçenn¥my y
rodstvenn¥e πkstremal\n¥e zadaçy // Uspexy mat. nauk. – 1966. – 6. – S.489 – 124.
14. Babenko V. F., Kornejçuk N. P., Kofanov V. A., Pyçuhov S. A. Neravenstva dlq proyzvodn¥x
y yx pryloΩenyq. – Kyev: Nauk. dumka, 2003. – 592 s.
15. Tyxomyrov V. M., Maharyl-Yl\qev H. H. Neravenstva dlq proyzvodn¥x: Kommentaryy k
yzbrann¥m trudam A. N. Kolmohorova. – M.: Nauka, 1985. – S.4387 – 390.
16. Olovqnyßnykov V. M. O neravenstvax dlq verxnyx hranej posledovatel\n¥x proyzvodn¥x
na poluosy // Uspexy mat. nauk. – 1951. – 642, # 2. – S.4167 – 170.
17. Subbotyn G. N., Çern¥x N. Y. Neravenstva dlq proyzvodn¥x monotonn¥x funkcyj. – M.:
MY∏T, 2003. – S.4199 – 211.
18. Babenko V. F., Babenko Yu. V. About Kolmogorov type inequalities for functions defined on a
half-line // Abstrs Int. Conf. „Constructive Theory of Function” (Varna 2002). – Sofia: DARBA,
2003. – P. 205 – 208.
19. Babenko V. F., Babenko Yu. V. Kolmogorov inequalities for multiply monotone functions defined
on a half-line // East J. Approxim. – 2005. – 11, # 2. – P. 169 – 186.
20. Babenko V. F., Babenko Yu. V. The Kolmogorov inequality for absolutely monotone functions on a
half-line // Adv. Constr. Approxim. – 2003. – P. 63 – 74.
21. Krejn M. H., Nudel\man A. A. Problema momentov Markova y πkstremal\n¥e zadaçy. – M.:
Nauka, 1973. – 524 s.
Poluçeno 24.02.2006
ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2007, t. 59, # 10
|