Дифференциальное уравнение для трансценденты Лерха и связанные с ним симметрические операторы в гильбертовом пространстве
В. М. Каплицкийab a Южный федеральный университет, г. Ростов-на-Дону
b Южный математический институт Владикавказского научного центра РАН и Правительства Республики Северная Осетия-Алания
Аннотация:
Функция
$\Psi(x, y, s)=e^{iy}\Phi(-e^{iy},s,x)$, где
$\Phi(z,s,v)$ – трансцендента Лерха, удовлетворяет двумерному формально самосопряженному гиперболическому дифференциальному уравнению второго порядка
$$
L[\Psi]=\frac{\partial^2\Psi}{\partial x\,\partial y}+i(x-1)\frac{\partial\Psi}{\partial x}+\frac{i}{2}\Psi=\lambda
\Psi,
$$
где
$s=1/2+i\lambda$. Соответствующее дифференциальное выражение порождает плотно определенный симметрический оператор (минимальный оператор) в гильбертовом пространстве
$L_2(\Pi)$, где
$\Pi=(0,1)\times(0,2\pi)$. В работе получено описание областей определений некоторых симметрических расширений соответствующего минимального оператора. Показано, что формальные решения задачи на собственные значения для построенных симметрических расширений допускают представления в виде функциональных рядов, близких по структуре к ряду Фурье функции
$\Psi(x,y,s)$. Обсуждаются достаточные условия, при выполнении которых найденные формальные решения являются собственными функциями
рассматриваемых симметрических дифференциальных операторов. Показано, что существует тесная взаимосвязь между спектральными свойствами введенных в работе симметрических дифференциальных операторов и теорией распределения нулей некоторых специальных аналитических функций, аналогичных дзета-функции Римана.
Библиография: 15 названий.
Ключевые слова:
трансцендента Лерха, гильбертово пространство, симметрический оператор, собственная функция.
УДК:
517.98
MSC: 11M35,
58J45,
47B25,
40A30 Поступила в редакцию: 04.04.2013 и 17.04.2014
DOI:
10.4213/sm8236