Математика
О монотонности и выпуклости сопряженной функции
Т. П. Лукашенко
Аннотация:
Получены достаточные условия неотрицательности, монотонности и выпуклости
сопряженной функции
$\overline{f}$.
Теорема 1. 1) Если
$2\pi$-периодическая суммируемая функция
$f$ четна и не возрастает,
на
$(0,\pi)$, то сопряженная функция
$\overline{f}$ нечетна и
$\overline{f}(x)\ge0$ во всех
точках
$(0,\pi)$, где
$\overline f(x)$ существует, причем если
$f$ непостоянна на
$(0,\pi)$, то сопряженная функция
$\overline{f}(x)>0$ во всех точках
$(0,\pi)$, где
$\overline{f}(x)$ существует.
2) Если
$2\pi$-периодическая суммируемая функция
$f$ нечетна и выпукла вниз на
$(0,\pi)$, то сопряженная функция
$\overline f$ четна, существует и убывает на
$(0,\pi)$,
причем если
$f$ нелинейна на
$(0,\pi)$, то
$\overline{f}$ строго убывает на
$(0,\pi)$.
3) Если
$2\pi$-периодическая суммируемая функция
$f$ четна и ее производная
$f'$ выпукла вниз на
$(0,\pi)$, то сопряженная функция
$\overline{f}$ нечетна, существует и выпукла вверх на
$(0,\pi)$, причем если
$f'$ нелинейна на
$(0,\pi)$, то сопряженная функция
$\overline{f}$ строго выпукла вверх на
$(0,\pi)$.
Аналогичная теорема (теорема 2) получена для преобразования Гильберта.
Теорема 3. Если
$2\pi$-периодическая суммируемая функция
$f$ четна,
дифференцируема на
$(0,\pi)$ и в точке
$\pi$ имеет конечную левую производную
$f'_{\text{л}}$, которая выпукла вверх и неположительна на
$(0,\pi]$, то сопряженная функция
$\overline{f}$ нечетна, существует всюду, неотрицательна и выпукла вниз на
$(0,\pi]$, неположительна, выпукла вверх на
$[\pi,2\pi)$,
$\overline{f}(x)$ убывает
на
$(0,2\pi)$, причем если
$f$ непостоянна на
$(0,\pi)$, то
$\overline{f}(x)>0$ на
$(0,\pi)$ и
$\overline{f}(x)<0$ на
$(\pi,2\pi)$, а если
$f'$ непостоянна на
$(0,\pi)$, то
$\overline{f}$ строго выпукла вниз на
$(0,\pi]$ и строго выпукла вверх на
$[\pi,2\pi)$, а также строго убывает на
$(0,2\pi)$.
Библиогр. 4.
УДК:
517.51 Поступила в редакцию: 11.03.2005