Эта публикация цитируется в
1 статье
Теория функций
О дифференцируемости по Тейлору в пространствах $L_p, 0<p\leq \infty$
А. Н. Морозов Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова,
ул. Советская, 14, г. Ярославль, 150003, Россия
Аннотация:
Функция
$f\in L_p[I], \;p>0,$ называется
$(k,p)$-дифференцируемой в
точке
$x_0\in I,$ если существует алгебраический многочлен
$\pi$ степени не больше
$k,$ для которого выполняется
$
\Vert f-\pi \Vert_{L_p[J_h]} = o(h^{k+\frac{1}{p}}),
$
где
$\;J_h=[x_0-h; x_0+h]\cap I.$
Во внутренней точке при
$k=1$ и
$p=\infty$ это равносильно определению обычной
дифференцируемости функции. Имеется стандартная «иерархия» существования
дифференциалов: если
$p_1<p_2,$ то из
$(k,p_2)$-дифференцируемости следует
$(k,p_1)$-дифференцируемость.
В работах С.Н. Бернштейна, А.П. Кальдерона и А. Зигмунда были даны
приложения такой конструкции к построению описания функциональных пространств
(
$p=\infty$) и изучению локальных свойств решений дифференциальных уравнений
$(1\le p\le\infty)$ соответственно.
Данная статья связана с первой указанной работой. В статье вводится понятие
равномерной дифференцируемости.
Назовём
$(k,p)$-дифференцируемую во всех точках отрезка
$I$
функцию
$f$ равномерно
$(k,p)$-дифференцируемой на
$I$, если для любого числа
$\varepsilon>0$ найдется число
$\delta>0$ такое, что для каждой точки
$x\in I$
выполняется
$
\Vert f-\pi\Vert_{L_p[J_h]}<\varepsilon\cdot h^{k+\frac{1}{p}} \;
$
при $0<h<\delta, \; J_h=[x\!-\!h; x\!+\!h]\cap I,$ где
$\pi$ —
многочлен из условия
$(k,p)$-дифференцируемости в точке
$x$.
На основе методов локальных приближений функций алгебраическими многочленами
показано, что из равномерной
$(k,p)$-дифференцируемости функции
$f$ при
некотором
$1\le p\le\infty$ следует
$f\in C^k[I].$ Следовательно, в таком случае
дифференциалы «эквивалентны». Поскольку каждая функция из
$C^k[I]$
является равномерно
$(k,p)$-дифференцируемой на отрезке
$I$ при
$1\le p\le\infty,$ то получаем определённый критерий принадлежности функции этому
пространству. Диапазон
$0<p<1,$ очевидно, может быть включён в необходимое условие
принадлежности функции
$C^k[I]$, однако достаточность дифференцируемости по Тейлору
в этом диапазоне пока в полной мере не доказана.
Ключевые слова:
дифференцируемость функции по Тейлору, локальные приближения функций.
УДК:
517.5
Поступила в редакцию: 15.01.2018
DOI:
10.18255/1818-1015-2018-3-323-330