1. 引言
函数空间上的算子理论是泛函分析中一个较为活跃的分支。其中Toeplitz算子理论不仅与函数论、微分方程、Banach代数等数学学科中的问题相互关联、相互推动,并且在很多实际问题中有广泛应用。这使得Toeplitz算子一度成为学者们研究的热点且一直保持着很强的发展势态。正规性是Toeplitz算子的重要性质之一。迄今为止,Toeplitz算子的正规性已经得到了十分全面的刻画。于是人们将其推广拟正规性、双正规性和亚正规性。通过查阅资料发现,许多学者对于Bergman空间上以径向函数为符号的亚正规性得到了一些结果。Sumin [1] 丰富了Bergman空间上以径向函数为符号的Toeplitz算子的正规性的相关结论。Cuckovic [2] 研究了Bergman空间上以径向函数为符号的Toeplitz算子的正规性的充分必要条件。Lu和Shi [3] 进一步刻画了加权Bergman空间上以径向函数为符号的Toeplitz算子的亚正规性的充分必要条件。同样对于Bergman空间上以拟齐次函数为符号的亚正规性得到了一些结果。Lu和Liu [4] 刻画了加权Bergman空间上以拟齐次函数为符号的Toeplitz算子的亚正规的充分必要条件。但对于以拟齐次函数与径向函数的和函数为符号的Toeplitz算子的正规性、拟正规性、双正规性研究较少。本文的主要内容是Bergman空间上以拟齐次函数与径向函数的和函数为符号的Toeplitz算子的正规性、拟正规性、双正规性。
如果Hilbert空间上的有界线性算子S满足
,那么称算子S是正规的。如果Hilbert空间上的有界线性算子S满足
,那么称算子S是拟正规的。如果Hilbert空间上的有界线性算子S满足
,那么称算子S是双正规的。并且这些性质有如下关系:
正规性→拟正规性→双正规性
正规算子一定是拟正规算子,拟正规算子一定为双正规算子。
记为复平面上的开单位圆盘。Bergman空间
中,对任意
,其上内积定义为
是上本性可测函数的空间。对于
,以
为符号的Toeplitz算子
定义为
令P为
到
的正交投影。对任意
和
,则有
2. 主要结论
引理2.1设
如果存在一个序列
满足
那么,对于所有的
有
,于是有
。
引理2.2在
中,设
为非负整数,
引理2.3 [4] 在
中,令
,其中
,
。则对于
,有
定理2.4设
,其中
,
若
在
是双正规算子当且仅当
。
证明:第一种情况,考虑
,由Toeplitz算子的性质可知
,其中
,
。
由引理2.3知
故
同理可得
再由引理2.3知
故
当
,
进而
再由直接计算得到
另一方面
进而
再由直接计算得到
当
时,
在
是双正规算子则有
,那么有
,
对比
的系数可知:
即
但当
,若
则
,矛盾。所以有
。
若
,则等式成立。若
,则
的系数不相等。故当
,有
,根据引理2得到
。
第二种情况,考虑
,当
,
进而
再由直接计算得到
另一方面
进而
再由直接计算得到
当
时,
在
是双正规算子则有
,那么有
,
对比
的系数可知:
即
但当
,若
则
,矛盾。所以有
。
若
,对比各项系数相等,则
是双正规算子。若
,则
的系数不相等。故当
,有
,根据引理1得到
。
充分性显然,当
,
,
是双正规算子,定理得证。
显而易见,正规算子蕴含拟正规算子,拟正规算子蕴含双正规算子,因此根据定理2.4还可以得到以下推论。
推论2.5设
,其中
,
。若
在
是双正规算子当且仅当
在
是正规算子当且仅当
在
是拟正规算子。
证明:由定理2.4可知。
本文研究了Bergman空间上以径向函数与拟齐次函数的和函数为符号的Toeplitz算子的双正规性的充分必要条件。