О связи классов функций ограниченной вариации и классов функций с фрактальным графиком
Д. И. Масютин Институт математики и механики им. Н. Н. Красовского Уральского отделения РАН, г. Екатеринбург
Аннотация:
Для непрерывной на отрезке вещественнозначной функции
$f$ вводится понятие модуля фрактальности
$\nu(f, \varepsilon)$, сопоставляющего каждому
$\varepsilon > 0$ минимальное число квадратов со сторонами длины
$\varepsilon$, параллельными осям координат, которыми можно покрыть график функции
$f$. Для невозрастающей функции
$\mu: (0, +\infty) \to (0, +\infty)$ рассматривается класс
$F^{\mu}$ непрерывных на отрезке функций таких, что
$\nu(f, \varepsilon) = O(\mu(\varepsilon))$. Описано соотношение классов
$F^{\mu_1}$ и
$F^{\mu_2}$ при различных
$\mu_1$ и
$\mu_2$. Установлена связь между классами
$F^{\mu}$ и классами непрерывных функций ограниченной вариации
$BV_{\Phi}[a, b] \cap C[a, b]$ для произвольных выпуклых функций
$\Phi$. А именно, имеет место вложение
\begin{equation*}
BV_{\Phi}[a,b] \cap C[a,b] \subset F^{\frac{\Phi^{-1}(\varepsilon)}{\varepsilon^2}}.
\end{equation*}
Строится контрпример, показывающий, что данное вложение не улучшаемо. Далее показано, что равенство классов
$F^{\mu}$ и
$BV_{\Phi}[a,b] \cap C[a,b]$ имеет место только в случае
\begin{equation*}
BV[a,b] \cap C[a,b] = F^{1/\varepsilon},
\end{equation*}
где
$BV[a,b]$ — функции классической ограниченной вариации. Для остальных случаев построен контрпример, показывающий, что если
$\mu(\varepsilon)$ растет быстрее
$\dfrac{1}{\varepsilon}$ при
$\varepsilon \to +0$, то класс
$F^{\mu}$ не вкладывается ни в какой из классов
$BV_{\Phi}[a, b]$.
Ключевые слова:
фрактальная размерность, ограниченная вариация.
УДК:
517.518.2
MSC: 26A45,
26A99 Поступила в редакцию: 17.03.2023
Исправленный вариант: 20.10.2023
Принята в печать: 23.10.2023
DOI:
10.21538/0134-4889-2023-29-4-155-168