Beiträge zur Theorie der Orthogonalentwicklungen. VI. (Q2590910)

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Beiträge zur Theorie der Orthogonalentwicklungen. VI.
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    Beiträge zur Theorie der Orthogonalentwicklungen. VI. (English)
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    1939
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    Verf. ergänzt seine Untersuchungen Studia math., Lwów, 1 (1929); 1-39, 241-255; Bull, intern. Acad. Polonaise 1932, 229-238; Studia math., Lwów, 6 (1936), 20-38 (JFM 55.0164.*; 58\(_{\text{I}}\), 283; 62\(_{\text{I}}\), 275). \(M[u]\) sei eine in \(\langle 0, +\infty )\) stetige, konvexe Funktion, die nur für \(u = 0\) verschwindet und für die \[ \begin{gathered} \frac{M[u]}{u}\to 0\;\text{für}\;u\to 0,\;\frac{M[u]}{u}\to+\infty \;\text{für}\;u\to+\infty \\ M[2u]=O(M[u])\end{gathered} \] gilt. Unter dem Raum (\(L^M\)) werde ein Raum vom Typus \((B)\) aller Funktionen \(f(x)\) verstanden, für welche das Integral \[ \textstyle \int\limits_{a}^{b}M[k\,|\,f(x)\,|]\,dx \] für irgend eine Konstante \(k > 0\) existiert. Bezeichnet \(\{\varphi _i(x)\}\) ein in \(\langle a, b\rangle\) definiertes Orthogonalsystem und (\(S\)) einen Funktionenraum, so werde unter \(\varOmega (S)\) die Menge aller Zahlenfolgen verstanden, welche aus den Entwicklungskoeffizienten der Funktionen aus \((S)\) bestehen. Eine Folge \(\{p_i\}\), \(p_i>0\) heiße Majorante für \((S)\), wenn aus \(|\,c_i\,|=O(p_i)\) immer \(\{c_i\}\in\varOmega (S)\) folgt. Verf. zeigt, daß dafür, daß \(\{p_i\}\), \(p_i > 0\), Majorante für (\(L^M\)) ist, notwendig und hinreichend ist, daß für jede Vorzeichenverteilung \(\varepsilon _i=\pm1\) die Folge \(\{\varepsilon _ip_i\}\) der Menge \(\varOmega (L^M)\) angehört. Weiter beweist Verf: \(\{\varphi _i(x)\}\) sei in \((L^\infty )\) vollständig und \(\varphi _i(x)\in (C)\). Damit für eine beliebige Vorzeichenverteilung \(\varepsilon _i=\pm1\) die Folge \(\{\varepsilon _ip_i\}\) der Menge \(\varOmega (C)\) angehört, ist die gleichmäßige Konvergenz von \(\sum\limits_{i=1}^{\infty }p_i|\,\varphi _i(x)\,|\) in \(\langle a, b\rangle\) notwendig und hinreichend. Sodann gibt Verf. für die Klassen \((L^\alpha )\), \(\alpha \geqq 1\), \((L^\infty )\), \((L^M)\) notwendige und hinreichende Bedingungen an, damit eine Funktion \(f(x)\) aus einer dieser Klassen existiert, so daß \[ \displaylines{\rlap{\qquad\!(1)} \hfill \varlimsup_{i\to\infty } \frac{1}{p_i}\biggl|\,\textstyle \int\limits_{a}^{b}f\varphi _i\,dx\,\biggr|\to\infty \hfill} \] gilt. Damit im Zusammenhang steht der Satz: Damit für jede Nullfolge \(\{p_i\}\), \(p_i > 0\), eine stetige Funktion existiere, für welche (1) stattfindet, ist notwendig und hinreichend, daß \[ \displaylines{\rlap{\qquad\!(2)} \hfill \varlimsup_{i\to\infty } \textstyle \int\limits_{a}^{b}|\,\varphi _i(x)\,|\,dx>0\hfill} \] ist. Daraus folgt, daß es dann und nur dann eine stetige Funktion \(f(x)\) gibt, so daß für unendlich viele Indizes \(|\,\int\limits_{a}^{b}f\varphi _idx\,|\geqq p_i\) ist, wenn (2) gilt. Da diese Bedingung für jedes gleichmäßig beschränkte Orthogonalsystem erfüllt ist, ist darin der entsprechende Satz von Lebesgue für die trigonometrischen Funktionen enthalten.
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