Научные статьи
Hermite functions and inner product in Sobolev space
[Функции Эрмита и скалярное произведение в пространстве Соболева]
M. A. Boudref University of Bouira
Аннотация:
Рассмотрим ортогональную систему Эрмита
$\left\{ \varphi_{2n}(x)\right\} _{n\geq 0}$ четного индекса, определенную на
$\left( -\infty,\infty \right) $ формулой
\begin{equation*}
\varphi _{2n}(x)=\frac{e^{-\frac{x^{2}}{2}}}{\sqrt{\left( 2n\right) !}\pi ^{\frac{1}{4}}2^{n}}H_{2n}(x),
\end{equation*}
где через
$H_{2n}(x)$ обозначен полином Эрмита степени
$2n.$ В данной работе рассматривается обобщенная система
$\left\{ \psi_{r,2n}(x)\right\}$ с
$r>0,$ $n\geq 0,$ ортогональная относительно скалярного произведения Соболевского типа на
$\left(-\infty ,\infty \right)$
\begin{equation*}
\langle f,g \rangle =\lim_{t\rightarrow -\infty }\sum_{k=0}^{r-1}f^{\left(k\right) }(t)g^{\left( k\right) }(t)+\int_{-\infty }^{\infty }f^{\left(r\right) }(x)g^{\left( r\right) }(x)\rho (x)dx
\end{equation*}
с
$\rho (x)=e^{-x^{2}},$ и порожденная системой
$\left\{\varphi_{2n}(x)\right\} _{n\geq 0}.$
Основной целью работы является изучение некоторых свойств, связанных с системой
$\left\{ \psi _{r,2n}(x)\right\} _{n\geq 0} ,$
\begin{gather*}
\psi _{r,n}(x)=\frac{(x-a)^{n}}{n!},\quad n=0,1,2,\ldots,r-1,
\\[2pt]
\psi _{r,r+n}(x)=\frac{1}{(r-1)!}\int_{a}^{b}(x-t)^{r-1}\varphi _{n}(t)dt,
\quad n=0,1,2,\ldots\, .
\end{gather*}
Изучаются условия на функцию
$f(x),$ заданную в обобщенной ортогональной системе Эрмита, достаточные для ее разложения в обобщенный смешанный ряд Фурье, а также сходимость этого ряда Фурье.
Второй результат статьи — доказательство рекуррентной формулы для системы
$\left\{ \psi _{r,2n}(x)\right\} _{n\geq 0}.$ Также обсуждаются асимптотические свойства этих функций, что составляет заключительную часть работы.
Ключевые слова:
скалярное произведение, пространство Соболева, многочлены Эрмита.
УДК:
517.518.36
MSC: 42C10 Поступила в редакцию: 08.02.2023
Принята в печать: 09.06.2023
Язык публикации: английский
DOI:
10.20310/2686-9667-2023-28-142-155-168