加权Bergman空间上Toeplitz算子的乘积的有限和问题
The Finite Sum Problem of the Product of Toeplitz Operators on Weighted Bergman Spaces
DOI: 10.12677/PM.2020.105059, PDF, HTML, XML, 下载: 464  浏览: 674 
作者: 关 印, 崔姝宁, 王焕然:辽宁师范大学数学学院,辽宁 大连
关键词: 加权Bergman空间Toeplitz算子亚正规Mellin变换Weighted Bergman Space Toeplitz Operator Subnormal Mellin Transform
摘要: 函数空间算子理论一直是泛函分析研究中的一个重要分支之一。本文研究了加权Bergman空间上Toeplitz算子Tφ2,其中φ(re)=eisθφ0(r),且δ∈Z,δ<0,φα(r)∈ℜα为亚正规算子的一个必要条件。
Abstract: Function space operator theory has always been one of the important branches in functional analysis research. This paper studies Toeplitz operator in weighted Bergman space Tφ2, in which φ(re)=eisθφ0(r), and δ∈Z, δ<0; φα(r)∈ℜα is a necessary condition for subnormal operator.
文章引用:关印, 崔姝宁, 王焕然. 加权Bergman空间上Toeplitz算子的乘积的有限和问题[J]. 理论数学, 2020, 10(5): 488-492. https://doi.org/10.12677/PM.2020.105059

1. 引言

关于函数空间上以有界调和函数为符号的Toeplitz算子拟正规性的研究,主要集中在Hardy空间和Bergman空间上。文献 [1] 中给出了Hardy空间上以三角多项式为符号的Toeplitz算子的亚正规性的结果,在2013年,Phukon和Hazarika [2] 刻画了Bergman空间上Toeplitz算子 T φ 是亚正规的必要条件。本文思考将某符号的Toeplitz算子亚正规性问题推广到加权Bergman空间上进行研究。

2. 预备知识

在这一部分中,我们介绍了Mellin变换我们将在下一节计算中运用这个公式。

定义1.1 若 φ [ 0 , 1 ] 上的可积函数(即 [ 0 , 1 ] | φ ( t ) | d t < ),可定义Mellin变换 φ ^

φ ^ ( z ) = 0 1 φ ( r ) r z 1 d r .

Mellin变换是半平面 { z : Re z > 1 } 上的有界解析函数。

定义1.2 对于 1 < p < + α > 1 ,D上加权Bergman空间 A α 2 是解析函数空间在 L 2 ( D , d A α ) 上。此时,

d A α ( z ) = ( α + 1 ) ( 1 | z | 2 ) α d A ( z ) .

显而易见, A α 2 是Hilbert空间 L 2 ( D , d A α ) 中的闭子空间。

定义1.3 设 T B ( H ) ,若 T T = T T ,称T为正规算子。若满足

T T T T 0 ,

引理1.1 [3] 若 φ { z : Re z > 1 } 上的有界解析函数,在两两不相同的点列 z 1 , z 2 , 上取值为零,若

1) inf { | z n | } > 0

2) n = 1 Re ( 1 z n ) =

φ 在半平面 { z : Re z > 1 } 上恒等于零。

注解:我们经常用到引理1.1的一种特殊情况:若 φ { z : Re z > 1 } 上的有界解析函数,若存在自然数序列 { n k } k = 0 使得

φ ^ ( n k ) = 0 k = 0 1 n k = ,

φ 0

重要的是,一个函数是由Mellin变换的零点决定的。

引理1.2 [4] 设 φ L 1 ( [ 0 , 1 ] , r d r ) 。如果存在 N 0 p N 使得

φ ^ ( n 0 + p k ) = 0 k N ,

φ 0

3. 主要结果

引理2.1 [5] φ ( r e i θ ) = e i δ θ φ 0 ( r ) L ( D ) δ Ζ φ 0 ( r ) a

其中

a = { a : D C : a ( z ) = a ( | z | ) , 0 1 | a ( r ) | 2 r ( 1 r 2 ) a d r < } ,

那么有对于非负整数n,有

1) T φ = { ( 2 n + 2 δ + 2 ) ( n + δ + 1 ) ! Γ ( n + δ + 2 + α ) Γ ( 1 + α ) φ ^ α , 0 ( 2 n + δ + 2 ) z n + δ , n + δ 0 0 , n + δ < 0

2) T φ ¯ z α = { ( 2 n 2 δ + 2 ) ( n δ + 1 ) ! Γ ( n δ + 2 + α ) Γ ( 1 + α ) φ ^ α , 0 ( 2 n δ + 2 ) z n δ , n δ 0 0 , n δ < 0

其中

φ ^ α , 0 ( z ) = 0 1 φ 0 ( r ) r z 1 ( 1 r 2 ) α d r φ 0 ( r ) ( 1 r 2 ) α

的Mellin变换。

定理2.1 φ ( r e i θ ) = e i δ θ φ 0 ( r ) L ( D ) δ Ζ δ < 0 φ α ( r ) a 。若 T φ 2 为亚正规算子,则

1) δ n < 2 δ 时, φ ^ α 0 ( 2 n δ + 2 ) φ ^ α 0 ( 2 n 3 δ + 2 ) = 0

2)时, | φ ^ α 0 ( 2 n + 2 δ + 2 ) φ ^ α 0 ( 2 n 3 δ + 2 ) | Γ ( n δ + 2 + α ) Γ ( n + δ + 2 + α ) ( n + δ ) ! ( n δ ) ! Γ ( n 2 δ + α + 2 ) Γ ( n + 2 δ + α + 2 ) ( n + 2 δ ) ! ( n 2 δ ) ! × | φ ^ α 0 ( 2 n δ + 2 ) φ ^ α 0 ( 2 n 3 δ + 2 ) |

证明:由引理2.1,当 n + δ 0 时, n N 0

T φ z n = { ( 2 n + 2 δ + 2 ) ( n + δ + 1 ) ! Γ ( n + δ + 2 + α ) Γ ( 1 + α ) ( 2 n + 4 δ + 2 ) ( n + 2 δ + 1 ) ! Γ ( n + 2 δ + 2 + α ) Γ ( 1 + α ) φ ^ α 0 ( 2 n + δ + 2 ) φ ^ α 0 ( 2 n + 3 δ + 2 ) z n + 2 δ n + δ 0 n + 2 δ 0 0 n 2 δ < 0

时, T φ z n = ( 2 n 2 δ + 2 ) ( n δ + 1 ) ! Γ ( n δ + 2 + α ) Γ ( 1 + α ) φ ^ α , 0 ( 2 n δ + 2 ) z n δ

T φ ¯ z n = { ( 2 n 2 δ + 2 ) ( n δ + 1 ) ! Γ ( n δ + 2 + α ) Γ ( 1 + α ) ( 2 n + 4 δ + 2 ) ( n 2 δ + 1 ) ! Γ ( n 2 δ + 2 + α ) Γ ( 1 + α ) φ ^ α , 0 ( 2 n δ + 2 ) φ ^ α , 0 ( 2 n 3 δ + 2 ) z n 2 δ n δ 0 n 2 δ 0 0 n 2 δ < 0

δ = 0 T φ 2 z n 2 = T φ ¯ 2 z n 2

δ < 0 ,当 0 n 2 δ 1 时, φ ^ α , 0 ( 2 n δ + 2 ) φ ^ α , 0 ( 2 n 3 δ + 2 ) = 0 。进一步有 φ ^ α , 0 ( p ) φ ^ α , 0 ( q ) = 0 ,其中,

p M 0 = { 2 ( n + 1 ) δ : 0 n 2 δ 1 , n N 0 } ,

q M 1 = { 2 ( n + 1 δ ) δ : 0 n 2 δ 1 , n N 0 } .

选取 f ( z ) = n = 0 a n z n ,使得f的幂级数展开式中前 2 δ 项为0,则

T φ 2 , T φ 2 T φ ¯ 2 , T φ ¯ 2 = n = 2 δ 16 | a n | 2 ( α + 1 ) { [ Γ ( n + δ + 2 + α ) ( n + δ ) ! Γ ( 1 + α ) ] 2 Γ ( n + 2 δ + 2 + α ) ( n + 2 δ ) ! Γ ( 1 + α ) | φ ^ α , 0 ( 2 n + δ + 2 ) φ ^ α , 0 ( 2 n + 3 δ + 2 ) 2 | [ Γ ( n δ + 2 + α ) ( n δ ) ! Γ ( 1 + α ) ] 2 Γ ( n 2 δ + 2 + α ) ( n 2 δ ) ! Γ ( 1 + α ) | φ ^ α , 0 ( 2 n δ + 2 ) φ ^ α , 0 ( 2 n 3 δ + 2 ) | 2 }

由于 2 n + δ + 2 = 2 ( n + 1 + δ ) δ 。那么有

φ ^ α , 0 ( 2 n δ + 2 ) φ ^ α , 0 ( 2 n 3 δ + 2 ) = 0 .

2 δ n 4 δ 1 时,故有

φ ^ α , 0 ( 2 n δ + 2 ) φ ^ α , 0 ( 2 n 3 δ + 2 ) = 0 .

如此下去, φ ^ α , 0 ( 2 n δ + 2 ) φ ^ α , 0 ( 2 n 3 δ + 2 ) = 0 n N 0 。而 2 n 3 δ + 2 = 2 ( n + 1 δ ) δ 2 n δ + 2 = 2 ( n + 1 ) δ n = p 2 δ + q ,故 φ 0 = 0

δ < 0

T φ 2 f , T φ 2 T φ ¯ 2 f , T φ ¯ 2 = n = 0 2 δ 1 16 | a n | 2 ( α + 1 ) [ Γ ( n + δ + 2 + α ) ( n + δ ) ! Γ ( 1 + α ) ] 2 Γ ( n + 2 δ + 2 + α ) ( n + 2 δ ) ! Γ ( 1 + α ) | φ ^ α , 0 ( 2 n + δ + 2 ) φ ^ α , 0 ( 2 n + 3 δ + 2 ) | 2 + n = 2 δ + 16 | a n | 2 ( α + 1 ) { [ Γ ( n + δ + 2 + α ) ( n + δ ) ! Γ ( 1 + α ) ] 2 Γ ( n + 2 δ + 2 + α ) ( n + 2 δ ) ! Γ ( 1 + α ) | φ ^ α , 0 ( 2 n + δ + 2 ) φ ^ α , 0 ( 2 n + 3 δ + 2 ) | 2 [ Γ ( n δ + 2 + α ) ( n δ ) ! Γ ( 1 + α ) ] 2 Γ ( n 2 δ + 2 + α ) ( n 2 δ ) ! Γ ( 1 + α ) | φ ^ α , 0 ( 2 n δ + 2 ) φ ^ α , 0 ( 2 n 3 δ + 2 ) | 2 }

T φ 2 亚正规当且仅当

| φ ^ α , 0 ( 2 n + δ + 2 ) φ ^ α , 0 ( 2 n + 3 δ + 2 ) | Γ ( n δ + 2 + α ) Γ ( n δ + 2 + α ) ( n + δ ) ! ( n δ ) ! Γ ( n 2 δ + α + 2 ) Γ ( n + 2 δ + α + 2 ) ( n + 2 δ ) ! ( n 2 δ ) ! × | φ ^ α , 0 ( 2 n δ + 2 ) φ ^ α , 0 ( 2 n 3 δ + 2 ) |

4. 结论

本文研究了加权Bergman空间上Toeplitz算子 T φ 2 ,其中 φ ( r e i θ ) = e i δ θ φ 0 ( r ) ,且 δ Ζ φ α ( r ) a 为亚正规算子的一个必要条件:

T φ 2 为亚正规算子,则有

1) δ n < 2 δ 时, φ ^ α , 0 ( 2 n δ + 2 ) φ ^ α , 0 ( 2 n 3 δ + 2 ) = 0

2) n 2 δ 时, | φ ^ α , 0 ( 2 n + 2 δ + 2 ) φ ^ α , 0 ( 2 n 3 δ + 2 ) | Γ ( n δ + 2 + α ) Γ ( n + δ + 2 + α ) ( n + δ ) ! ( n δ ) ! Γ ( n 2 δ + α + 2 ) Γ ( n + 2 δ + α + 2 ) ( n + 2 δ ) ! ( n 2 δ ) ! × | φ ^ α , 0 ( 2 n δ + 2 ) φ ^ α , 0 ( 2 n 3 δ + 2 ) |

显然上述讨论结果对于这样函数的线性组合仍然成立。我们希望得出加权Bergman空间上Toeplitz算子的乘积有限和为亚正规算子的更普遍的结论,但是由于其广泛性和复杂性,目前只能得到上述结论。

参考文献

[1] Hwang, I.S. (2005) Hyponormal Toeplitz Operators on the Bergman Space. Journal of the Korean Mathematical Society, 42, 387-403.
https://doi.org/10.4134/jkms.2005.42.2.387
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https://doi.org/10.4134/jkms.2009.46.3.621