2023年12月14日发(作者:什么是英语联考数学试卷)
数学物理学报 http://actams.wipm.ac.cn 单位球向量值Bergman空间上的Toeplitz乘积 于涛 朱若卫 (浙江师范大学数学系 浙江金华321004) 摘要:设F和G是函数组成的矩阵,它们的元素都是单位球上平方可积的解析函数,该文研 究单位球向量值Bergman空间上的Toeplitz算子乘积 的充分条件和必要条件. 关键词:向量值Bergman空间;Toeplitz算子;Berezin变换;迹. ,分别获得了算子 有界 MR(20001主题分类:47B35 中图分类号:O177.1 文献标识码:A 文章编号:1003—3998(2011)06—1550—09 1 引言 以日 表示单位圆周上的Hardy空间上,对于两个函数f,g∈日 ,Toeplitz算子乘积 是稠定义的. 1994年,Sarason[ ]提出猜想:Toeplitz乘积 码有界的充要条件是 sup lft (z)lgl z)<。。. z∈D (1) 其中 代表乱在单位圆盘内的Poisson扩张.Treil【1]证明了条件(1)是必要的. Zheng Dechao[2]证明了如下的比(1)式强一些的条件是充分的. 存在E>0,使得sup l_厂l。+ (zOlgl + ( )<∞. (2) Sarason在文献f1]中同时提出Bergman空间上的类似问题, Stroethoff和Zheng在 文献『3]中给出与Hardy空间情形类似的回答,这时条件(1)和(2)中的Piosson扩张改为 Bergman空间上的Berezin变换.文献f4 51分别将该结果推广到单位圆盘和单位球上的加 权Bergman空间.文献『6—71分别将该结果推广到多圆盘和单位球上的Bergman空间.卢 玉峰等IS-9】分别研究了多圆盘和单位球Bergman空间上的有界Toeplitz和Hankel乘积. 最近,Kerr[ ]在单位圆盘上向量值Bergman空间上得到与文献f3]类似的结果.本文的目 的是将其推广到单位球的向量值Bergman空间上. 本文设礼和m是两个固定的正整数.令C 表示n维复欧氏空间,其内积为( ,W)= ∑Zi ,用lZ{表示 ∈C 的模.以B ={ ∈c : 收稿日期:2010—04—29;修订日期:2011一i0—18 E—mail:hunheyumin@gmail.tom;ruoweizhu@163.corn <1)记c 中的开单位球, }基金项目;国家自然科学基金(10971195,10771064)和浙江省自然科学基金(Y6090689,Y6110260)资助 No・6 于涛等:单位球向量值Bergman空间上的Toeplitz乘积 1551 记Bn上的壬 化Lebesgue测度.对1 P<。。,Lp( )(m)表示所有P次可积的可测函数 .厂:Bn—C( j组成的Banach空间,其范数为 /, 、1/p lIflIL (m)=(/lf(z) ldv(z)) . \ Bn / 以日( ) ’表示Bn, C 的向量值解析函数所组成的空间.定义向量值Be gman空间为 翠(Bn) =H(Bn)‘ ’n Lp(B )( ,它是LP(B )(m)的闭子空间.当P:2时, L (B )(m 当m=l时, (Bn)( )即为通常的数量值Bergman空间,记为 (B )令P为L2( )到L2(B )的直交投影.对.厂∈ (B )Bergman空间 (B )上T0eplit 算子 定义为 . ,( =P(fg),h∈L2a(B ). .显然,上述算子在L ̄a(B )的稠子集日 (B )上是有定义的对 , ∈B ,令 , f ): 1/( 1(.厂,K )L。( ).所以 一 因此上面的射影P可表示为() ,兰墨L. ̄(.BnP,)的再生核,即对任意的9∈)( ) (B ),有 (z):(9, ) (B .。 =(驯 = ) )厕 叫) ,这样对.厂∈ (_Bn)和h∈L2a(B ),: ( )是一个确定的解析函数因此巧 也是稠定义的 设‰×m(L (Bn))表示m×” 矩阵,其中每个元素都在 (B )中设 .F=(^J)t,j∈ ×m( ( )),"= 1, 2,…," ) ∈日o。(B )(m) 定义 (B )( )上的Toeplitz算子 为 P∑m 、): ( )=P‘ (F")=(P∑.7’1{ ,.. .,、 t=1 i=1 7 ㈡, 。 。 。。 ’ 其中P( )表示P在 (B )(m)上的膨胀. 设W∈B ,定义B 上的MSbius变换 (z):—W. 为 ( )~s Q ( ) l~( ,W) , ∈Bn 其中 为c 由叫0时 璧的子空间 ]的直交投影,s =、 = ,Q : 一 ,当 , 0(名)=一 .易知 --1^== , (0): , (伽):0设F∈ ×m(L2(Bn)),则F的Berezin变换B[F]定义为B.n上的矩阵值函数 B 加)= (F。 ㈤ 1552 数学物理学报 、,o1.3lA 设 =Kw/[[K llL (B )是L2a(B )的正规化再生核.通过一个变量代换[11j命题1.13],可见 矩阵B[F](W)的(i,J)元为( ,‰)L。(B ). 设F∈Mm ( (B )),用F 表示F的伴随矩阵,下面是本文的主要结果. 定理1设 G∈ ( ( )),若存在£>0,使得矩阵 B[(F F)字]( )B[(G G)丁2+e]( ) 的迹关于W∈B 一致有界,则Toeplitz乘积 死 是L2a(B )( )上的有界算子. 定理2设 G∈ ( (B )),若Toeplitz乘积 阵B[(F F)】( )B[(G G)](叫)的迹关于W∈B 一致有界. n 一,一 (在L2a(B ) )上有界,则矩 抚 2预备知识 对任何多重指标J=( 1,…,J )∈N ,在此N表示非负整数集.记lJl=J1+…+ , != jl!…_j !.对 :(z1,…, )∈B ,名J定义为 ..碚 文献【5,7,12]分别证明单位球 Bergman空间的一个内积公式,此公式不难推广到向量值Bergman空间L2a(B )( )的情 形.下面直接给出此公式,略去证明.vf,g∈L2a(B )( ,则 :. 1/. (1 州(( ( dt)(伽)j(3) ,al,bz是仅与礼有关的常数・ 其中J=( 1,…, )∈ ,DJ= 在下文中用 表示正常数,不同位置其值可以不同.在不致混淆的情况下,相应空间 或算子的范数均用ll_ll表示. 定义2.1对f,g∈L2a(B )( ,定义一秩算子f g:L (B )( )一 。(B ) 为 (1厂 g)h=(h,9)L。f )( )f.对于F=( )i,J,G=(gij)i,J∈Mm×m( (Bn)),定义算子 F0G:L2B )(m)一 i(B )(m)为 a(fF a)h= ㈡ h∈ (B )( ) ) ,J 叫))= ((G w),( _q( ( 以下总设F=( ) ,J,G=( j)i, ∈Mm (L (B )).Fk 表示矩阵( 引理2.2设,,9∈L2(B )( ), ∈B ,贝4 (野 t厂(叫), 证由定义,可得 No.6 于涛等:单位球向量值Bergman空间上的Toeplitz乘积 1553 == </B ㈣丽 ,/B G )丽 > < ) z) (F(<) 9㈠> z) (((G ),)(加㈦) ㈠・ = 证毕. 设Q1,Q2是两个变量,如果存在正常数 等价,记作Ql Q2. 引理2.3 m∑ 0 m∑ , 满足C1Qi Q2 C2Q1,则称Q1和Q2 m∑ m∑ (F G)(・G F)ll^一tr{(F G)(G F)} 凡 证易见 因为(F G)(G o F)是有限秩正算子,所以其范数与tr{(F G)(G 0 F))等价 cF G cG F =(薹(E fiz ̄ z)( z z)) /m m m 、 =(∑∑∑(9 gpr) t p=l r=l l=1 ,j ) /i,j 等于其主对角线元的迹之和辜 (hi ,h立2) 可知引理成立. ,用文 坞,命题2 ,算子矩阵的 1 引理2.4 llG 证Fk )11 {tr・(B[(F F)](叫)B【(G G)】(叫))) /2. 由(Gk Fk ) :Fk Gk 再利用引理2.3可知 Fk Jl =I](Fk o Gk )(G O Fk )f tr((Fk 0 JG )(G尼w 0 F ”)), I JG 另一方面 tr((Fk Gk )(G n =Fkw)) 、 n /n n ∑∑(∑∑《 ,f ̄llk l。)L2( ( ,gmr )L2( ) q=1m=1、r=l/=1 =tr(B[(F F)]( )B【(G G)](叫)). - 综上引理成立. _ 设A是正定的m阶方阵,P>.1, 1+ 1=1.设A的特征值为 1, 2,…, (按重数排 列),则由谱映射定理, 的特征值为 , ,…, .由HSlder不等式,可得 m /m 、1/p tr =∑ r旷/ (∑ ) =m [tr( ) . =1 、 =1 (4) 1554 数学物理学报 Vo1.31A 设B也是正定的m阶方阵,则对任意的正整数 ,tr[(B / AB /。) ]=tr[(AB) ],再通过多 项式逼近,可见tr[(B /。AB /。) ]=tr[(AB)p].再利用不等式(4)和Araki—Lieb—Thirring不 等式[14,例IX・r2J11],可见 [tr(AB)]p=[tr(B /AB /)]p mP/qtr[(B /AB /) ] =mp/qtr[(AB) ] mp/qtr(A B ). 引理2.5设E>0,则 (5) tr(B[(G G)](叫)B[(F F)]( )) C{tr(B[(G G)字]( )B[(F F)丁2+e]( ))} 证 _tr( G( G( 。 ) ) ( z) )l) =JB t,B / /tr{G(x) G( )F( ) F(z)}lk ( )l。Ik ( )I。dv(x)dv(z) c= { /B {tr{G( ) G( )F( ) F( ))) I尼 ( ) l1 ( )l。d ( )d ( )) { tr((G( G( (F( F( 半 ( ( 。 ( ) ( ( (G( G( 字(F( F( 字 ( ( ( )d (z))) tr=C{tr(B[(G G1字 I 其中两个不等式分别来自HSlder不等式和不等式(5).证毕. 引理2.6若 =(J1,・一,J )∈N ,lJl —n+ l,f,g∈L (B ) ),则 I(DJ( ,)(叫),DJ( 9)(叫))I C{tr(B[(F F) ]( )B【(G G)T2--S .J(叫))} 1 × 其中 >0, =1一 证[Po(Ifl )(叫) [Po(Igl )( ,Po为积分算子,对 ∈L1(Bn),( u)( )= Al(z)dv(z),DJ(Tc 夕)( )= d”(z). 因为D ( +,)(叫)= A2(x)dv(x),其中 (礼+1)(n+2)…(仡+IJI)17 z (z)=F (z) )— n (n+1)(n+2)・-・(Tl,+lg1)兀 A2( )=G (x)g(x) 所以 l(DJ( +,)(叫),DJ( 夕)(叫))I =l ( ( ), ( ))d”( )d”( )1 l1G( )lllf(z)11 F )I1(叫,z)I(n+I卅I ) 一No.6 于涛等:单位球向量值Bergman空间上的Toeplitz乘积 1555 令OL:(2n+2)/(2+ ), =(n+ J+1)一 , = 一(n+1),则由条件容易看出 >0和 nq-1I- =IJI,因此由HSlder不等式,可得 JB 厂IIC( ) 。(n+ +1) (丽/ B X) < ,,, llG x)( ,F r叫)z)J l(l + + )) dv(x 1g(x)l J1一x,叫) < 托 )) ×(/B 而 = (1一 ) ¨ 川\( (\ l B 重复上面的估计,有 I(DJ( ,)(叫),DJ( ~)(叫)){ 一(1一l w l)l ×/B ( lIG( ) ( J=2 ( d ( ))耀 ( ) [Po(I91 ) [Po(Ifl ×( IG( ) (z)1 托I ( I ( 。d ( ) ( ))砸. 由于 IIC(x)f ( ) s=IIF(z)a ( )G( )F ( )ll字 {tr(F(z)G ( )G( )F (名)))半 ={tr(F ( )F(z)G ( )G( )))2上. 再再=复引理2.5的后半段证明.可见.弓『王单成立. 3 定理证明 定理1的证明若能证明vf,g∈ ( )( ,存在常数C使得 I( f,: 9)L (B )(m)l cIIfll Ilgll, 则结论成立.利用内积公式(3),可作如下分解 ( ,, 9)L2(B )(m)=I1+ - 其中 n一1 n 厶 /丹 (1 训。)2蚪 ( )(叫) )( )dv ) 1556 数学物理学报 Vo1.31A J叫J ) ”+ (DJ(Tc ,)( ),DJ(TF 9)(叫))d (叫) 先对厶进行估计.由引理2.2,2.4和2.5可得 <一 l I<一 一∑ 一∑ 0 ( 一∑ G ,)( ))l ) ∑怕 … F ) ~ — C sup{tr(B[F F](叫)B[G G](叫))} / Ilfl川9ll 叫∈B sup{tr(B((F F) 】( )B[(G G)等】( ))} lIfllI19 ∈Bn ‘ ’’’ 下面再对 进行估计.由引理2.6,可得 ∑(1~ 。)f{tr(B[(F F)2生](伽)B[(G G)字](伽))) .Jl=n ×[Co(Ill )(叫) Po(M )( )]ldv(w) C sup{tr(B[(F F)字]( )B[(G G)2上](叫))) wE口 ..×/[Po(If] )(叫)】 [Po(M )( )] (叫). 由于;:2一 >1,由文献[11,定理2.1O],Po在 ;( )上是有界的,所以 。/B [ " Po(1lfl idv(叫) ./,R I f(w)l 珀咖)=cIfl ̄a( n ( ) 使用Cauchy—Schwarz不等式,可见. JB /[Po(Ifl )( )] [PO(19l )( )]{d (叫) cIIfl lllq- 综合不等式(6),(7)和(8),可知定理成立 定理2的证明设.厂,g∈L2(B ),由文献[7,命题2.2].有 ,o 9==n∑(r =+Ol 一1) I、 ¨十 )/lI. ∑I缸 : 巧r… 其中尼∈N 为多重指标.据此容易得到 F G= n +l =, ), 一 (8) I (9) No.6 于涛等:单位球向量值Bergman空间上的Toeplitz乘积 1557 由引理2.3和Berezin变换的定义,可知 (F。 )o(G。 ̄w)ll =ll(F。 ) (G。 )(G。 ) (F。 ) ” m m m 二∑∑∑( 。 q:=1 p=l r=l l=1 z。 )(gpl。‰ 。 ) I Itr{B[F F](叫)B[G G](叫)) m∑ 对于W∈B ,令 =( o ) ,则 为 (B )上自伴的酉算子,且 。 = (参 m∑ 为 (见文献[5,第2节]).由此易知 B )(m)上自伴的酉算子,且对A∈Mm ( 。(B )), 有 。 = ’TAU ̄( ,因此 m∑ m∑ B 由(9),(10)和(11)式,可知 。 = + ) /,,●●一//,,●●一/ n 竹 + r 1 + 1 r 一 、、●/、、●/. {tr(B[F F]( )B[G G]( ))) / lIF。 B n+1 G。 ∑( r=0 ∑ l= 。 n+1 ∑ r=0 ∑ l= m’TFTc CIITFTc 定理证毕 参考文献 [1】Sarason D.Products of Toeplitz Operators,Linear and Complex Analysis Problem Book 3,Part I.Lecture Notes in Math Vol 1573.Berlin:Springer—Verlag,1994:318—319 【2]Zheng D.The distribution function inequality and products of Toeplitz operators and Hankel operators. J Funct Anal,1996,136(2):477 50 3. I 3_Stroethoff K,Zheng D.Products of Hankel and Toeplitz operators on the Bergman space.Journal of Functional Analysis,1999,169:289—313 【4]Stroethoff K,Zheng D.Bounded Toeplitz products on weighted Bergman spaces.J Oper Theory,2008, 59(2):277—308 [5]Stroethoff K,Zheng D.Bounded Toeplitz products on Bergman spaces of the unit bal1.J Math Anal Appl, 2007,325:114 129 [6]Stroethoff K,Zheng D.Bounded Toeplitz products on the Bergman space of the polydisk.J Math Anal Appl,2003,278:125 135 [7]Park J D.Bounded Toeplitz products on the Bergman space of the unit ball in Cn.Integral Equations and Operator Theory,2006,54(4):571 584 [8J Lu Yufeng,Shang Shuxia. Bounded Hankel products on the Bergman space of the poIydisk .Canad J Math,2009,61(1):190 204 feng,Liu Chaomei.T0eplitz and Hankel pr。ducts。n BIergman spaces。f th[ Lu YuM e uni七bal1.Chin Annath(Ser B),2009,30(3):293—310 一… ……“ /10]Kerr R・Pr。duc s。f T0。plitz。perat。r8。n a vect。r valued B,、ergman space.preprint 1558 数学物理学报 Vo1.31A [1 11 Zhu K.SDaces 0f Holomorphic Functions in the Unit Bal1. Grad Texts Math,Vol 226・ New Yo k. SDrjnger—verlag.2005 f121 c en ,Yu T. E ssentially commuting dual Toeplitz 0perators on the unit bal1.Adv Math(China),2009, 38(41:453—464 『131 co ay J B.A Course in Operator Theory.Providence,Rhode Island:American Mathematical Soci 七y・ 1999 f141 Bhatia R.Matrix Analysis.New York:Springer-Verlag,1997 Toeplitz Products Oil Vector—valued Bergman Spaces of the Unit Ball Yu Tao Zhu Ruowei (Dep0rtment M。them。tics,ZhejiangⅣ。 。z University,Zheji。ng Jinhu。31口口28) Abstract:In this paper the authors obtain a suficifent condition and a necessary condition tor the T0eplitz product on vector—valued Bergman spaces of the unit ball to be bounded resDectively,where F and G are matrices which entries are square—integrable and analYt c functions on the unit bal1. Kev、 r0rds:Vlect0r—valued Bergman space;Toeplitz operator;Berezin transform;Trace・ MR(2000)Subject Classiifcation:47B35
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