Об экстремальных функциях в неравенствах для целых функций экспоненциального типа
В. П. Заставный Донецкий государственный университет
Аннотация:
Пусть
$B_{\sigma}$,
$\sigma>0$, – класс целых функций экспоненциального типа
$\leqslant\sigma$, ограниченных на вещественной оси. Для последовательности комплексных чисел
$\{c_k\}_{k\in\mathbb{Z}}$ с условием
$\sum_{k\in\mathbb{Z}}|c_k|<+\infty$ и числа
$\tau\in\mathbb{R}$ рассмотрен оператор
$H$, заданный на
$B_{\sigma}$ по формуле
$$
H(f)(x)=\sum_{k\in\mathbb{Z}}c_k f\biggl(x-\tau+\frac{k\pi}{\sigma}\biggr).
$$
Для оператора
$H$ очевидно выполняется неравенство
$$
|H(f)(x)|\leqslant \varkappa \|f\|_{\infty},
\qquad x\in\mathbb{R},
\quad f\in B_{\sigma},
\quad \varkappa=\sum_{k\in\mathbb{Z}} |c_k|.
$$
Основная цель работы это описание всех экстремальных функций в этом неравенстве.
В теореме 1 доказано, что если выполняются два условия: 1)
$\exists\, s\in\mathbb{Z}$:
$\overline{c_{s}}c_{s+1}<0$ и
2)
$\exists\, \varepsilon\in\mathbb{C}$,
$|\varepsilon|=1$:
$\varepsilon c_k (-1)^k\geqslant0$,
$k\in\mathbb{Z}$,
то множество всех экстремальных функций для приведенного выше неравенства
совпадает со множеством функций вида
$f(t)=\mu e^{i\sigma t}+\nu e^{-i\sigma t}$,
$\mu,\nu\in\mathbb{C}$.
В доказательстве теоремы 1 существенно используется теорема 2: если
$f\in B_{\sigma}$ и для некоторой точки
$\xi\in\mathbb{R}$ выполняются равенства
$|f(\xi)|=\|f\|_{\infty}$ и
$f(\xi+\pi/\sigma)=-f(\xi)$, то
$f(t)=\mu e^{i\sigma t}+\nu e^{-i\sigma t}$,
$\mu,\nu\in\mathbb{C}$.
В теореме 3 приведены общие примеры операторов, для которых выполнены оба условия теоремы 1. В частности, таким оператором является оператор дробной производной
$H(f)(x)=f^{(r,\beta)}(x)$ при
$r\geqslant 1$,
$\beta\in\mathbb{R}$.
Библиография: 20 названий.
Ключевые слова:
целая функция экспоненциального типа, экстремальная функция, положительно определенная функция, неравенство Бернштейна, неравенство Бернштейна–Сегё.
УДК:
517.518.86
MSC: 41A17 Поступило: 25.06.2023
Исправленный вариант: 12.01.2024
DOI:
10.4213/mzm14087