加权Dirichlet空间上序有界的广义加权复合算子

安静 ,  江治杰

四川大学学报(自然科学版) ›› 2026, Vol. 63 ›› Issue (02) : 334 -341.

PDF (512KB)
四川大学学报(自然科学版) ›› 2026, Vol. 63 ›› Issue (02) : 334 -341. DOI: 10.19907/j.0490-6756.250164
数学

加权Dirichlet空间上序有界的广义加权复合算子

作者信息 +

On the order-bounded and generalized weighted composition operators on weighted Dirichlet spaces

Author information +
文章历史 +
PDF (523K)

摘要

𝔻是复平面C中的单位圆盘,H𝔻是由𝔻上所有解析函数构成的函数空间。给定一个解析映射φ :𝔻𝔻以及uH𝔻。设n为非负整数。定义n阶微分算子为Dnf=fn。利用Dn定义广义加权复合算子为Du,φnf=ufnφ。本文利用加权Dirichlet空间Dαp中的检验函数以及Dαp上的点值泛函δz,结合函数论与算子理论的方法获得了广义加权复合算子Du,φn:DαpLqdAβ序有界性的刻画。进一步, 本文研究了广义加权复合算子的和Lu,φn=j=0nDuj,φj的序有界性与单个广义加权复合算子序有界的关系。

Abstract

Let 𝔻 be the unit disk on the complex plane C and H𝔻 be the space of all analytic functions on 𝔻.Given an analytic mapping φ :𝔻𝔻 and an analytic function uH𝔻, and let n be a nonnegative integer.The n-order differential operator is defined as Dnf=fn.Using the n-order differential operator Du,φn, the generalized weighted composition operator is defined as Du,φnf=ufnφ.In recent years, the study of the properties of weighted composition operators on function spaces has become an important topic in the field of functional analysis and complex analysis.With the deepening of research, scholars have gradually extended their attention from the classical weighted composite operators to some more general generalized weighted composite operators.The existing literature mainly focuses on the basic characteristics such as boundedness and compactness of such operators.However, the research on the order boundedness of generalized weighted composition operators is relatively scarce.In this paper, the order boundedness of the operator Du,φn:DαpLqdAβ is characterized by constructing some suitable test functions in the weighted Dirichlet space Dαp.Specifically, a suitable test function in Dαp space and a point-valued functional δz on Dαp are constructed by a special method.Combining the methods of function theory and operator theory, the order boundedness of generalized weighted composition operator Du,φn:DαpLqdAβ is characterized.In addition, the definition and operator Lu,φn=j=0nDuj,φj are further studied.The corresponding characterization theorems and corollaries are given, which generalizes the related results of weighted composition operators and differential operators in the existing literature.The method in this paper is not only applicable to the study of the order boundedness of a single operator, but also can be extended to the study of the superposition of multiple operators, which provides a new research idea for further development of operator theory on analytic function spaces.

Graphical abstract

关键词

加权Dirichlet空间 / 点值泛函 / 广义加权复合算子 / 序有界

Key words

weighted Dirichlet space / point-valued functional / generalized weighted composition operator / order boundedness

引用本文

引用格式 ▾
安静,江治杰. 加权Dirichlet空间上序有界的广义加权复合算子[J]. 四川大学学报(自然科学版), 2026, 63(02): 334-341 DOI:10.19907/j.0490-6756.250164

登录浏览全文

4963

注册一个新账户 忘记密码

为了研究加权Dirichlet空间上广义加权复合算子的序有界性, 需要引入一些相关的函数空间。设𝔻是复平面C上的单位圆盘,H𝔻是由𝔻上所有解析函数组成的空间。设0<p<。Hardy空间Hp是由𝔻上满足
fHp=sup0r<1 𝔻frζpdmζ1/p<
的解析函数构成的空间。当0<p<1时, 在平移不变度量ρf,g=f-gHpp下, Hp是一F空间。当p1时, 在范数fHpHp是一个Banach空间。关于Hardy空间的更多详细信息,参见文献[1]。
0<p<α>1dAz=1πdxdy是标准的Lebesgue面积测度。加权Bergman空间Aαp是由𝔻上满足
fAαp=𝔻fzpdAαz1/p<
的解析函数构成的空间, 其中dAαz=1-z2αdAz。当0<p<1时, 在平移不变度量ρf,g=f-gAαppAαp是Fréchet空间。当p1时, 在范数fAαpAαp是Banach空间。事实上, Hp可以视为Aαpα-1时的极限。关于加权Bergman空间, 可参阅文献[2-4]。
加权Dirichlet空间Dαp是由𝔻上满足
fDαp=f0p+𝔻f'zpdAαz1/p<
的解析函数构成。根据定义, fDαp当且仅当f'Aαp。当α=0时, Dα2是经典的Dirichlet空间。由文献[5]中的定理6可知, 若p<α+1, 则Dαp=Aα-pp。此外, D12等价于Hardy空间H2, 并且Hardy空间与加权Dirichlet空间还存在如下关系: 当0<p2时,Dp-1pHp; 当2p<时,HpDp-1p。众所周知, 加权Bergman空间与Hardy空间存在连续嵌入关系, 即当p2时存在连续嵌入HpAαp(对于空间Dp-1p也成立), 反之不成立。
φ𝔻到自身的解析映射, uH𝔻。加权复合算子定义为Wu,φf=ufφ, fH𝔻。如果u1, 那么Wu,φ被称为复合算子, 通常用Cφ表示。如果φz=z, 那么Wu,φ被称为乘法算子, 通常用Mu表示。自1980年至今, 经典解析函数空间(如Hardy空间、Bergman空间)上的复合算子理论已逐步完善(部分研究可见文献[6-16])。
对于解析函数空间H𝔻, 微分算子D定义为Df=f', 通常是无界算子。但有趣的是, 其与复合算子的乘积DCφCφD可能具有有界性。已有研究者对DCφCφD进行了广泛的研究, 特别是刻画它们的有界性和紧性(如文献[17-22])。
n是一非负整数。定义n阶微分算子为Dnf=fn。特别地, 当n=0D0即为恒等算子。利用Dn, 定义广义加权复合算子为
Du,φnf=ufnφ, fH𝔻
广义加权复合算子是文献[23]提出的。显然, 如果n=0u1, 则Du,φn退化成复合算子Cφ。当n=0时, Du,φn为加权复合算子,通常用uCφ表示。特别地,当n=1uz=φ'z时, Du,φn=DCφ。当n=1u1时, Du,φn=CφD。文献[24-25]分别研究了算子Du,φ1从加权Bergman空间到Zygmund型空间、Bloch空间和Bers空间的有界性及紧致性条件。关于广义加权复合算子的更多研究可参考文献[26-32]。
目前, 算子理论的研究范畴正不断扩展, 从经典的有界性和紧性等研究延伸至序有界性探讨, 并取得了一些研究结果。设X是定义在𝔻上的解析函数Banach空间, Ω,𝒜,μ是一个测度空间,
LpΩ,𝒜,μ=f|f:ΩC是可测的,𝔻fpdμ<
T:XLpΩ,𝒜,μ是一线性算子。如果存在一个非负函数hLpΩ,𝒜,μ, 使得对任意fXfX1, 都有
Tfxhx, a.e.μ,
则称T:XLpΩ,𝒜,μ是序有界的。
Hunziker和Jarchow在文献[33]中证明:如果复合算子从Cφ:HpLq是序有界的, 那么当1pq<Cφ:HpLq是紧的。受此启发, Hibschweiler在文献[34]中刻画了加权复合算子Wψ,ϕ:AαpLq的序有界性。Ueki在文献[35]中刻画了加权Bergman空间上序有界加权复合算子及Bloch型空间到加权Bergman空间加权复合算子的序有界性。Wolf在文献[36]中将Hibschweiler的结果推广到更一般的加权Bergman空间上, 得到了类似Hibschweiler的结果。近年来, 文献[37-39]系统研究了加权复合算子在Hardy空间、加权Bergman空间、加权Dirichlet空间及导数Hardy空间等多个Banach函数空间上的序有界性。
根据上述分析, 函数空间上复合算子和加权复合算子的序有界性已被广泛研究。除了这些算子外, 函数空间上还有很多值得研究的算子, 如广义加权复合算子。受文献[35-3640]的启发, 本文重点研究加权Dirichlet空间上的广义加权复合算子, 刻画其序有界性, 并证明广义加权复合算子和的序有界性等价于单个广义加权复合算子的序有界性。
本文约定C表示某正数, 且在不同地方C值可能不同。若存在一个正数C, 使得aCb(或aCb), 则记为ab(或ab)。ab表示abab同时成立。

1 预备知识

为了得到主要结果, 本节给出了下面一些引理。

引理1.1 对于fH𝔻,下式成立:

Du,φnf'z=u'zfnφz+uzφ'zfn+1φz

证明 直接计算即得。

z𝔻, 称δzf=fzDαp上的点值泛函。关于点值泛函, 文献[41]给出了以下估计:

引理1.2z𝔻, 则

1) 如果p<α+2,那么

δz11-z2α+2-p/p

2) 如果p=α+2,那么

δz1log 21-z21-p/p

3) 如果p>α+2,那么δz1

δzn表示Dαp上在点z𝔻处的n阶导数点值泛函, 即δznf=fnz,fDαp

引理1.3z𝔻, 则

δzn11-z2α+2p+n-1

证明fDαp,则f'Aαp。于是, 由文献[24]知, 存在一个与fz无关的正常数C, 使得

fnz=f'n-1zCf'Aαp1-z2α+2p+n-1

由于f'AαpfDαp, 故

δzn11-z2α+2p+n-1

证毕。

引理1.3表明, 存在一个fz无关的正常数C, 使得

fnzCfDαp1-z2α+2p+n-1

为了构造Dαp中的一些特殊函数, 需要以下引理(见文献[42])。

引理1.4c0。令

Jα,cz=𝔻1-w2α1-z¯wα+2+cdAw

则下面结论成立:

1) 如果c>0, 那么Jα,cz11-z2c;

2) 如果c=0, 那么Jα,czlog 11-z2

利用引理1.4可得到Dαp中的特殊函数如下。

引理1.5 对固定的w𝔻 jN, 以下函数属于Dαp

kw,jz=1-w2α+2p+j1-w¯z2α+4p+j-1,

并且supw𝔻 kw,jDαp1

证明 通过计算得

kw,j0=1-w2α+2p+j1,

kw,j'z=α+j-1w¯1-w2α+2p+j1-w¯z2α+4p+j

因此, 由引理1.4中结论 1), 存在一个与w无关的正常数C, 使得

kw,jDαpp=𝔻kw,j'zpdAαz+kw,j0p
1+α+j-11-w2α+2+pj𝔻1-z2α1-w¯z2α+4+pjdAz=1+α+j-1C

证毕。

利用函数kw,j, 可以构造Dαp中的特殊函数(类似构造方法也可见文献[43-44])。

引理1.6w𝔻。则对每一个k{0,1,,n+1},存在常数ck,0,ck,1,,ck,n+1 使得

fw,kz=j=0n+1ck,jkw,jz

满足

fw,kkw=w¯k1-w2α+2p+k-1, fw,kjw=o

对每个j{0,1,,n+1}{k}成立,且supw𝔻fw,kDαp1

证明 不失一般性, 假设k=0。为了方便起见,令a=2α+4/p。通过计算, 得到问题(1)等价于方程组

c0,0+c0,1++c0,n+1=1,a-1c0,0+ac0,1++a+nc0,n+1=0,a-1ac0,0+aa+1c0,1++a+na+n+1c0,n+1=0,                                                     j=0n-1a+j-1c0,0+j=0n-1a+jc0,1++j=0n-1a+n+jc0,n+1=0

因此, 只需要证明存在常数c0,0,c0,1,,c0,n+1使得上述方程组成立。根据文献[45]中的引理3,此方程组的行列式等于j=1n=j!, 其不同于零。于是存在常数c0,0,c0,1,,c0,n+1使得方程组成立。对于k0的情形, 可以类似证明, 此处省略。证毕。

2 主要结果和证明

定理2.1α,β>-10<p,q<uH𝔻φ𝔻到自身的解析映射。则Du,φn:DαpLqdAβ是序有界的当且仅当

𝔻u'zq1-φz2qα+2p+nq-qdAβz+𝔻uzφ'zq1-φz2qα+2p+nqdAβz<

证明 假设式(2)成立。设fDαpfDαp1。由引理1.1和引理1.3有

Du,φnf'z=u'zfnφz+uzφ'zfn+1φzu'zfnφz+                uzφ'zfn+1φzu'zfnφz+uzφ'zfn+1φz                u'z1-φz2α+2p+n-1+uzφ'z1-φz2α+2p+n                                                                                           (3)

式(2),运用基本不等式a+bp2pap+bp

hz=u'z1-φz2α+2p+n-1+uzφ'z1-φz2α+2p+n

属于LqdAβ。由式(3)得Du,φnf'zhz。因此,Du,φn:DαpLqdAβ是序有界的。

反之,假设Du,φn:DαpLqdAβ是序有界的, 则存在非负函数hLqdAβ使得对于fDαpfDαp1,有

Du,φnf'zhz, a.e.   dAβ

w𝔻。根据引理1.6,存在函数fφw,nDαpsupw𝔻 fφw,nDαp1,使得

fφw,nnφw=φw¯n1-φw2α+2p+n-1,fφw,nn+1φw=0

因此,将函数fφw,n代入(4)式, 并由式(5)

hwDu,φnfφw,n'w=u'wfφw,nnφw=u'wφwn1-φw2α+2p+n-1,   a.e. dAβ

这表明

𝔻u'wq1-φw2qα+2p+nq-qdAβw<

现在考虑函数fφw,n+1。由引理1.6知,

supw𝔻 fφw,n+1(n+1)Dαp1,
fφw,n+1n+1φw=φw¯n+11-φw2α+2p+n, fφw,n+1nφw=0

Du,φn:DαpLqdAβ的序有界性知,

hwDu,φnfφw,n+1'=uwφ'wfφw,n+1n+1φw=uwφ'wφw¯n+11-φw2α+2p+n, a.e.   dAβ

因此, 对于φw>1/2, 有

uwφ'w1-φw2α+2p+nhw,  a.e. dAβ

接下来考虑φw1/2的情况。此时我们有

11-φw2α+2p+n1

fz=zn+1。由算子Du,φn:DαpLqdAβ的序有界性, 有

Du,φnzn+1'z=n+1!u'zφz+uzφ'zn+1!hz  a.e.  dAβ

由此, 我们得到以下关系

uzφ'zhz,  a.e.  dAβ

因此, 对于φw1/2, 有

uwφ'w1-φw2α+2p+nhw, a.e.  dAβ

式(6)式(7), 对于w𝔻

uwφ'w1-φw2α+2p+nhw, a.e.   dAβ,

𝔻uwφ'wq1-φw2qα+2p+nqdAβw<

证毕。

文献[46]研究了算子Lu,φn=j=0nDuj,φj. 这是对Stević-Sharma算子和广义加权复合算子Dαp的自然推广。对于和算子Lu,φn:DαpLqdAβ的序有界性, 本文还获得了以下结果:

定理2.2-1<α,β0<p,q< φ𝔻到自身的解析映射, 且ujH𝔻j =0,1,,nLu,φn:DαpLqdAβ是序有界的当且仅当

j=0n𝔻uj'zq1-φz2qα+2p+qj-1dAβz+𝔻ujzφ'zq1-φz2qα+2p+qjdAβz<

证明 假设式(8)成立。设fDαpfDαp1。由引理1.3有

Lu,φnf'z=j=0nDuj,φjf'z=j=0nuj'zfjφz+ujzφ'zfj+1φzj=0nuj'zfjφz+ujzφ'zfj+1φzj=0nuj'zfjφz+ujzφ'zfj+1φzj=0nuj'z1-φz2α+2p+j-1+ujzφ'z1-φz2α+2p+j

gz=uj'z1-φz2α+2p+j-1+ujzφ'z1-φz2α+2p+j

则由式(8)g属于LqdAβ

Lu,φnf'zgz

因此, 算子Lu,φn:DαpLqdAβ是序有界的。

反过来, 假设Lu,φn:DαpLqdAβ是序有界的。则存在hLqdAβ使得对于fDαpfDαp1, 有

Lu,φnf'zhz, a.e.  dAβ

对于w𝔻, 根据引理1.6,存在一个函数fφw,jnDαpsupw𝔻 fφw,jnDαp1,使得

fφw,jjφw=φw¯j1-φw2α+2p+j-1, fφw,jj+1φw=0

因此,将函数fφw,j代入式(9), 并由式(10)可得

gwLu,φnfφw,j'=j=0nuj'wfφw,jjφw=j=0nuj'wφwj1-φw2α+2p+j-1, a.e.  dAβ

这表明

j=0n𝔻uj'wq1-φw2qα+2p+qj-qdAβw<

对于

j=0n𝔻ujwφ'wq1-φw2qα+2p+qjdAβw<

的证明与定理2.1的第二部分证明相似, 此处省略。证毕。

结合定理2.1和定理2.2, 我们得到以下推论:

推论2.3-1<α,β0<p,q< φ𝔻到自身的解析映射, 且ujH𝔻j=0,1,,n。则Lu,φn:DαpLqdAβ是序有界的当且仅当Du,φj:DαpLqdAβ是序有界, 其中j=0,1,,n

参考文献

[1]

Duren P L.Theory of H p spaces [M].New York: Academic Press, 1970.

[2]

Duren P LSchuster A.Bergman spaces [M].Providence: AMS, 2004.

[3]

Hedenmalm HKorenblum BZhu K.Theory of Bergman spaces [M].New York: Springer, 2012.

[4]

Peláez JRättyä J.Weighted Bergman spaces induced by rapidly increasing weights [M].Providence: AMS, 2014.

[5]

Flett T M.The dual of an inequality of Hardy and Littlewood and some related inequalities [J].J Math Anal Appl197238(3): 746-765.

[6]

Cowen C CMacCluer B D.Composition operators on spaces of analytic functions [M].Boca Raton: CRC Press, 1995.

[7]

Shapiro J.Composition operators and classical function theory [M].New York: Springer, 1993.

[8]

Ohno S.Products of composition and differentiation between Hardy spaces [J].B Aust Math Soc200673(2): 235-243.

[9]

Zhu K H.Spaces of holomorphic functions in the unit ball [M].New York: Springer, 2005.

[10]

Bergman S.Integral operators in the theory of linear partial differential equations [M].New York: Springer, 2012.

[11]

Zorboska N.Isometric weighted composition operators on weighted Bergman spaces [J].J Math Anal Appl2018461(1): 657-675.

[12]

Du J TZhu X L.Essential norm of weighted composition operators between Bloch-type spaces in the open unit ball [J].Math Inequal Appl201922(1): 45-58.

[13]

Hu QLi SZhang Y.Essential norm of weighted composition operators from analytic Besov spaces into Zygmund type spaces [J].J Contemp Math Anal+201954(2): 129-142.

[14]

Liu BRättyä JWu F.Compact differences of composition operators on Bergman spaces induced by doubling weights [J].J Geom Anal202131(12): 12485-12500.

[15]

Liu BRättyä J.Compact differences of weighted composition operators [J].Collect Math202273(1): 89-105.

[16]

Esmaeili KKellay K.Weighted composition operators on weighted Bergman and Dirichlet spaces [J].Can Math Bull202366(1): 286-302.

[17]

Hibschweiler R APortnoy N.Composition followed by differentiation between Bergman and Hardy spaces [J].Rocky Mountain J Math200535(3): 843-855.

[18]

Manhas J SZhao R.Products of weighted composition operators and differentiation operators between Banach spaces of analytic functions [J].Acta Sci Math201480(3): 665-679.

[19]

Manhas J SRuhan Z.Essential norms of products of weighted composition operators and differentiation operators between Banach spaces of analytic functions [J].Acta Math Sci201535(6): 1401-1410.

[20]

Manhas J SRuhan Z.Products of weighted composition and differentiation operators into weighted Zygmund and Bloch spaces [J].Acta Math Sci201838(4): 1105-1120.

[21]

Li S XStevic S.Composition followed by differentiation between H ∞ and α -Bloch spaces [J].Houston J Math200935(1): 327-340.

[22]

Ohno S.Products of differentiation and composition on Bloch spaces [J].Bull Korean Math Soc200946(4): 1135-1140.

[23]

Zhu X L.Products of differentiation, composition and multiplication from Bergman type spaces to Bers type spaces [J].Integral Transform Spec Funct200718(3): 223-231.

[24]

Jiang Z J.On a class of operators from weighted Bergman spaces to some spaces of analytic functions [J].Taiwan J Math201115(5): 2095-2121.

[25]

Jiang Z J.On a product-type operator from weighted Bergman-Orlicz space to some weighted type spaces [J].Appl Math Comput2015256: 37-51.

[26]

Yang W FZhu X L.Differences of generalized weighted composition operators between growth spaces [J].Ann Polon Math2014112(1): 67-83.

[27]

Zhu X L.Generalized weighted composition operators on weighted Bergman spaces [J].Numer Funct Anal Optim200930(7-8): 881-893.

[28]

Zhu X L.Generalized weighted composition operators on weighted Bergman spaces(Ⅱ) [J].Math Inequal Appl201922(3): 1055-1066.

[29]

Malhotra AGupta A.Complex symmetry of generalized weighted composition operators on Fock space [J].J Math Anal Appl2021495(2): 124740.

[30]

Hu J HLi S XQu D.Embedding derivatives of Fock spaces and generalized weighted composition operators [J].J Nonlinear Var Anal20215(4): 589-613.

[31]

Zhu X LHu Q H.Sums of generalized weighted composition operators from weighted Bergman spaces induced by doubling weights into Bloch-type spaces [J].Axioms202413(8): 530.

[32]

Manhas J SAl Ghafri M S.Essential norm of sum of generalized weighted composition operators between weighted spaces of analytic functions [J].Numer Func Anal Opt202546(3): 226-261.

[33]

Hunziker HJarchow H.Composition operators which improve integrability [J].Math Nachr1991152(1): 83-99.

[34]

Hibschweiler R.Order bounded of weighted composition operators [J].Commun Contemp Math2008454: 93-105.

[35]

Ueki S.Order bounded weighted composition operators mapping into the Bergman space [J].Complex Anal Oper Th20126(3): 549-560.

[36]

Wolf E.Order bounded weighted composition operators [J].J Aust Math Soc201293(3): 333-343.

[37]

Gao Y XKumar SZhou Z H.Order bounded weighted composition operators mapping into the Dirichlet type spaces [J].Chinese Ann Math B201637(4): 585-600.

[38]

Sharma A K.On order bounded weighted composition operators between Dirichlet spaces [J].Positivity201721(3): 1213-1221.

[39]

Sharma MSharma A K.On order bounded difference of weighted composition operators between Hardy spaces [J].Complex Anal Oper Th201913(5): 2191-2201.

[40]

Liu Z L.Order boundedness and essential norm of generalized weighted composition operators on Bergman spaces with doubling weights [EB/OL].[2024-09-18].

[41]

Lin Q ZLiu J MWu Y T.Order boundedness of weighted composition operators on weighted Dirichlet spaces and derivative Hardy spaces [J].B Belg Math Soc-Sim202027(4): 627-637.

[42]

Zhu K H.Operator theory in function spaces [M].New York: Marcel Dekker, 1990.

[43]

Huang C SJiang Z J.On a sum of more complex product-type operators from Bloch-type spaces to the weighted-type spaces [J].Axioms202312(6): 566.

[44]

Huang C SJiang Z J.Product-type operators from weighted Bergman-Orlicz spaces to weighted-type spaces on the unit ball [J].J Math Anal Appl2023519(1): 126739.

[45]

Stević S.Weighted differentiation composition operators from H ∞ and Bloch spaces to nth weighted-type spaces on the unit disk [J].Appl Math Comput2010216(12): 3634-3641.

[46]

Arroussi HHe HTong C Zet al.A new class of Carleson measures and integral operators on Fock spaces [J].Mediterr J Math202522(1): 22.

基金资助

四川省自然科学基金(2024NSFSC0416)

AI Summary AI Mindmap
PDF (512KB)

226

访问

0

被引

详细

导航
相关文章

AI思维导图

/