KETTŐS TRIGONOMETRIKUS FOURIER-SOROK ÉS WALSH-FOURIER-SOROK ABSZOLÚT KONVERGENCIÁJA VERES ANTAL

Hasonló dokumentumok
Kétváltozós periodikus függvények, általánosított Lipschitz és Zygmund osztályok

KÉTVÁLTOZÓS PERIODIKUS FÜGGVÉNYEK FOURIER- ÉS KONJUGÁLT SORAINAK KONVERGENCIÁJA

LIST OF PUBLICATIONS

Doktori (PhD) Értekezés

ÉS STATISZTIKUS KONVERGENCIÁRA,

Mérhetőség, σ-algebrák, Lebesgue Stieltjes-integrál, véletlen változók és eloszlásfüggvényeik

A KUTATÁS EREDMÉNYEI

T obbv altoz os f uggv enyek integr alja. 3. r esz aprilis 19.

1/1. Házi feladat. 1. Legyen p és q igaz vagy hamis matematikai kifejezés. Mutassuk meg, hogy

Eötvös Loránd Tudományegyetem Informatikai Kar. Additív számelméleti függvények eloszlása

A fontosabb definíciók

minden x D esetén, akkor x 0 -at a függvény maximumhelyének mondjuk, f(x 0 )-at pedig az (abszolút) maximumértékének.

f(x) vagy f(x) a (x x 0 )-t használjuk. lim melyekre Mivel itt ɛ > 0 tetszőlegesen kicsi, így a a = 0, a = a, ami ellentmondás, bizonyítva

ANALÍZIS III. ELMÉLETI KÉRDÉSEK

ANALÍZIS III. ELMÉLETI KÉRDÉSEK

Sorozatok, sorok, függvények határértéke és folytonossága Leindler Schipp - Analízis I. könyve + jegyzetek, kidolgozások alapján

1. Számsorok, hatványsorok, Taylor-sor, Fourier-sor

1. Példa. A gamma függvény és a Fubini-tétel.

1. Absztrakt terek 1. (x, y) x + y X és (λ, x) λx X. műveletek értelmezve vannak, és amelyekre teljesülnek a következő axiómák:

Explicit hibabecslés Maxwell-egyenletek numerikus megoldásához

Számsorok. 1. Definíció. Legyen adott valós számoknak egy (a n ) n=1 = (a 1, a 2,..., a n,...) végtelen sorozata. Az. a n

Boros Zoltán február

Fourier transzformáció

Bevezetés 2. Walsh és Vilenkin rendszerek 5. Marcinkiewicz-közepek 17. Magfüggvények általánosított Vilenkin-rendszereken 28

Kalkulus I. gyakorlat Fizika BSc I/1.

1. Házi feladat. Határidő: I. Legyen f : R R, f(x) = x 2, valamint. d : R + 0 R+ 0

Hatványsorok, Fourier sorok

Kettős integrál Hármas integrál. Többes integrálok. Sáfár Orsolya május 13.

Optimalizálási eljárások GYAKORLAT, MSc hallgatók számára. Analízis R d -ben

f(x) a (x x 0 )-t használjuk.

Matematika alapjai; Feladatok

Funkcionálanalízis. n=1. n=1. x n y n. n=1

Kalkulus II. Beugró kérdések és válaszok 2012/2013 as tanév II. félév

Fraktálok. Kontrakciók Affin leképezések. Czirbusz Sándor ELTE IK, Komputeralgebra Tanszék. TARTALOMJEGYZÉK Kontrakciók Affin transzformációk

Metrikus terek, többváltozós függvények

A Matematika I. előadás részletes tematikája

Valószínűségi változók. Várható érték és szórás

Matematika I. NÉV:... FELADATOK:

Kett s trigonometrikus sorok összegfüggvényének simasága, Riemann szummálhatósága és integrálok Lebesgue szummálhatósága

Fourier sorok február 19.

Matematika I. NÉV:... FELADATOK: 2. Határozzuk meg az f(x) = 2x 3 + 2x 2 2x + 1 függvény szélsőértékeit a [ 2, 2] halmazon.

A sorozat fogalma. függvényeket sorozatoknak nevezzük. Amennyiben az értékkészlet. az értékkészlet a komplex számok halmaza, akkor komplex

Alapfogalmak, valós számok Sorozatok, határérték Függvények határértéke, folytonosság A differenciálszámítás Függvénydiszkusszió Otthoni munka

MATE-INFO UBB verseny, március 25. MATEMATIKA írásbeli vizsga

2012. október 2 és 4. Dr. Vincze Szilvia

Fourier-sorok. Lengyelné Dr. Szilágyi Szilvia április 7.

Analízis. 1. fejezet Normált-, Banach- és Hilbert-terek. 1. Definíció. (K n,, ) vektortér, ha X, Y, Z K n és a, b K esetén

egyenletesen, és c olyan színű golyót teszünk az urnába, amilyen színűt húztunk. Bizonyítsuk

1. Az integrál tégla-additivitása

Molnár Bence. 1.Tétel: Intervallumon értelmezett folytonos függvény értékkészlete intervallum. 0,ami ellentmondás uis. f (x n ) f (y n ) ε > 0

1. Oldja meg a z 3 (5 + 3j) (8 + 2j) 2. Adottak az A(1,4,3), B(3,1, 1), C( 5,2,4) pontok a térben.

Analízis előadás és gyakorlat vázlat

Integr alsz am ıt as. 1. r esz aprilis 12.

Matematika III előadás

Matematika szigorlat június 17. Neptun kód:

valós számot tartalmaz, mert az ilyen részhalmazon nem azonosság.

Programtervező informatikus I. évfolyam Analízis 1

Debreceni Egyetem. Kalkulus II. példatár. Gselmann Eszter

9. TÖBBVÁLTOZÓS FÜGGVÉNYEK DIFFERENCIÁLSZÁMITÁSA. 9.1 Metrika és topológia R k -ban

2. Fourier-elmélet Komplex trigonometrikus Fourier-sorok. 18 VEMIMAM244A előadásjegyzet, 2010/2011

MATEMATIKA 2. dolgozat megoldása (A csoport)

Széchenyi István Egyetem

Kalkulus 2., Matematika BSc 1. Házi feladat

GPK M1 (BME) Interpoláció / 16

MODELLEK ÉS ALGORITMUSOK ELŐADÁS

Diszkrét Matematika MSc hallgatók számára. 4. Előadás

HÁZI FELADATOK. 2. félév. 1. konferencia Komplex számok

Nagy Gábor compalg.inf.elte.hu/ nagy ősz

Modellek és Algoritmusok - 2.ZH Elmélet

Elérhető maximális pontszám: 70+30=100 pont

Alkalmazott matematika és módszerei I Tantárgy kódja

Lineáris algebra numerikus módszerei

Analízis I. beugró vizsgakérdések

VEKTORTEREK I. VEKTORTÉR, ALTÉR, GENERÁTORRENDSZER október 15. Irodalom. További ajánlott feladatok

Közepek Gauss-kompozíciója Gondolatok egy versenyfeladat kapcsán

Differenciálegyenletek numerikus megoldása

Abszolút folytonos valószín ségi változó (4. el adás)

Összeállította: dr. Leitold Adrien egyetemi docens

Kalkulus S af ar Orsolya F uggv enyek S af ar Orsolya Kalkulus

A legjobb közeĺıtés itt most azt jelentette, hogy a lineáris

Matematika szigorlat, Mérnök informatikus szak I máj. 29.

Utolsó el adás. Wettl Ferenc BME Algebra Tanszék, Wettl Ferenc (BME) Utolsó el adás / 20

2. SZÉLSŽÉRTÉKSZÁMÍTÁS. 2.1 A széls érték fogalma, létezése

4. Az A és B események egymást kizáró eseményeknek vagy idegen (diszjunkt)eseményeknek nevezzük, ha AB=O

10. Előadás. 1. Feltétel nélküli optimalizálás: Az eljárás alapjai

Kiegészítő jegyzet a valós analízis előadásokhoz

2. Reprezentáció-függvények, Erdős-Fuchs tétel

Megjegyzés: jelenti. akkor létezik az. ekkor

Kétváltozós függvények differenciálszámítása

Meghatározás: Olyan egyenlet, amely a független változók mellett tartalmaz egy vagy több függvényt és azok deriváltjait.

konvergensek-e. Amennyiben igen, számítsa ki határértéküket!

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Többváltozós függvények Feladatok

Határozatlan integrál

Szili László. Integrálszámítás (Gyakorló feladatok) Analízis 3. Programtervező informatikus szak BSc, B és C szakirány

d(f(x), f(y)) q d(x, y), ahol 0 q < 1.

A valós számok halmaza

ANALÍZIS II. TÉTELBIZONYÍTÁSOK ÍRÁSBELI VIZSGÁRA

Optimalizálás alapfeladata Legmeredekebb lejtő Lagrange függvény Log-barrier módszer Büntetőfüggvény módszer 2017/

Átírás:

KETTŐS TRIGONOMETRIKUS FOURIER-SOROK ÉS WALSH-FOURIER-SOROK ABSZOLÚT KONVERGENCIÁJA DOKTORI (Ph.D.) ÉRTEKEZÉS TÉZISEI VERES ANTAL TÉMAVEZETŐ: DR. MÓRICZ FERENC PROFESSOR EMERITUS SZEGEDI TUDOMÁNYEGYETEM TERMÉSZETTUDOMÁNYI ÉS INFORMATIKAI KAR BOLYAI INTÉZET MATEMATIKA ÉS SZÁMÍTÁSTUDOMÁNYOK DOKTORI ISKOLA SZEGED 2011

A disszertáció Bernstein és Zygmund klasszikus eredményeire épül, melyek 2π periódikus függvények Fourier-sorának abszolút konvergenciájára adnak elegendő feltételeket. Nevezetesen, ha az f(x) függvény α-rendű Lipschitz feltételnek tesz eleget α > 1/2 esetén, illetve ha korlátos változású és α-rendű Lipschitz feltételnek tesz eleget α > 0 esetén, akkor az f függvény Fouriersora abszolút konvergens (lásd például [19]). Ezen tételeknek számos általánosítása ismert, például Szász [12], Salem [9] és a legújabbak között említendő, Gogoladze és Meskhia [4] munkáiban. A disszertáció első részében ezen tételeket terjesztjük ki egyváltozós Fourier-sorokról kettős Fourier-sorokra. A disszertáció második részében kettős Walsh-Fourier-sorok abszolút konvergenciáját vizsgáljuk. Móricz F. [5] egyváltozós Walsh-Fourier-sorok abszolút konvergenciáját vizsgáló eredményei alapján elegendő feltételek adunk a (lokális, illetve globális) diadikus folytonossági modulus és a korlátos s-fluktuáció felhasználásával kettős Walsh-Fourier-sorok abszolút konvergenciájára. Új eredmények: Kettős Fourier sorok Egy komplex értékű f L 1 (T 2 ), T 2 := T T függvény Fourier-során a f(x, y) m Z n Z ˆf(m, n)e i(mx+ny), (x, y) T 2 sort értjük, ahol ˆf(m, n) jelöli a függvény úgynevezett Fourier-együtthatóit, amelyek definíció szerint ˆf(m, n) := 1 f(x, y)e i(mx+ny) dx dy, (m, n) Z 2. 4π 2 T 2 Az f L p (T 2 ) függvény integrál folytonossági modulusának nevezzük (L p normában) az { ( ) 1/p 1 ω(f; δ 1, δ 2 ) p := sup 4π 2 1,1 f; x, y; h 1, h 2 ) p dxdy, T 2 0 < h 1 δ 1 and 0 < h 2 δ 2 }, δ 1, δ 2 > 0 függvényt, ahol (1) 1,1 (f; x, y; h 1, h 2 ) := f(x + h 1, y + h 2 ) f(x, y + h 2 ) f(x + h 1, y) + f(x, y), (x, y) T 2 és h 1, h 2 > 0. Az f C(T 2 ) függvény folytonossági modulusa hasonlóan definiálható: ω(f; δ 1, δ 2 ) := sup{ 1,1 (f; x, y; h 1, h 2 ) : (x, y) T 2, 0 < h 1 δ 1 and 0 < h 2 δ 2 }, δ 1, δ 2 > 0 1

Követve Gogoladze és Meskhia [4] definícióját egyszeres sorokra, azt mondjuk, hogy a γ = {γ mn : (m, n) N 2 +} nemnegatív számokból álló kettős sorozat benne van az A α osztályban valamely α 1 esetén, ha minden µ, ν 0 számra igaz, hogy (2) ahol γmn α m D µ n D ν 1/α κ 2 (µ+ν)(1 α)/α γ mn, n D ν 1 m D µ 1 (3) D 0 := {1}, D µ := {2 µ 1 + 1, 2 µ 1 + 2,..., 2 µ }, µ N +. Legyen továbbá (4) D 1 := D 0 = {1}, és (5) γ m,n = γ m, n = γ m, n := γ mn, (m, n) N 2 +. További részletek megtalálhatók [4] és [13] cikkekben. 1. Tétel. Legyen f L p (T 2 ), 1 < p 2. Ha γ = {γ mn } A p/(p rp+r), r (0, q) esetén, ahol 1/p + 1/q = 1, akkor (6) (γ; f)r := γ mn ˆf(m, n) r m 1 n 1 κ C µ=0 ν=0 2 (µ+ν)r/q Γ µ 1,ν 1 ω r ( f; π 2 µ, π 2 ν ) ahol κ az α := p/(p rp + r), értékhez tartozó konstans a (2) alatti egyenlőtlenségben, (7) Γ µν := a (4) alatti megállapodással és γ mn m D µ n D ν minden µ, ν 1 esetén (8) Γ 1,ν := Γ 0ν, Γ µ, 1 := Γ µ0 µ, ν 0 esetén, és Γ 1, 1 := Γ 00 = {γ 11 }. p, 1. Következmény. Az 1. Tétel feltételei mellett (9) (γ; f)r κ C ( (mn) r/q γ mn ω r f; π m, π ) n 2 p.

Az f C(T 2 ) függvény a Lip(α 1, α 2 ) Lipschitz függvényosztályba tartozik valamely α 1, α 2 > 0 esetén, ha (10) ω(f; δ 1, δ 2 ) = O(δ α 1 1 δ α 2 2 ). Érdemes külön figyelmet fordítanunk az 1. Tételre abban a speciális esetben, amikor f Lip(α 1, α 2 ) és γ mn 1, illetve γ m β 1 n β2 és r = 1. 2. Következmény. Legyen f Lip(α 1, α 2 ) valamely α 1, α 2 > 0 esetén és legyen 1 < p 2 tetszőleges. Ha akkor (11) q 1 + q min{α 1, α 2 } < r < q, m 1 n 1 ˆf(m, n) r <. 3. Következmény. Legyen f Lip(α 1, α 2 ) valamely α 1, α 2 > 0 esetén és legyen 1 < p 2. Ha β 1, β 2 R teljesítik a β j < α j 1 p, j = 1, 2 feltételeket, akkor (12) m β 1 n β 2 ˆf(m, n) <. m 1 m 1 Megjegyezzük, hogy az 1. Tétel és az 1. Következmény λ mn 1, p = 2 és r = 1 esetben a [7] alatti cikkben, λ mn 1, p = 2 esetben pedig [14] alatti cikkben részletesen megtalálható. Abban a speciális esetben, amikor λ mn 1, p = 2 and r = 1, a (6) alatti egyenlőtlenség jobb oldalán lévő sor konvergens, ha f Lip(α 1, α 2 ) valamely α 1, α 2 > 1/2 esetén. Érdemes megemlíteni, hogy az 1. Tétel és az 1. Következmény igaz marad akkor is, ha a folytonossági modulust kicseréljük a simasági modulusra az állításban. Az f = f(x, y) mindkét változójában 2π periodikus függvényt Vitali értelemben korlátos s-változásúnak nevezzük, jelölése: f BV s (T 2 ), ha (13) V s (f) = sup P 1 P 2 m k=1 n f(x k, y l ) f(x k 1, y l ) l=1 f(x k, y l 1 ) + f(x k 1, y l 1 ) s <, 3

ahol a szuprémumot T 2 összes lehetséges P 1 : π = x 0 < x 1 < x 2 <... < x m = π és P 2 : π = y 0 < y 1 < y 2 <... < y n = π felosztáson értjük. Az s = 1 eset definíciója megtalálható Clarkson és Adams cikkében [3]. Ha az f BV s (R) függvény f(, c) és f(a, ) marginális függvényei korlátos s-változásúak az [a, b] és [c, d] intervallumokon, akkor az f függvényt Hardy és Krause értelemben vett korlátos s-változásúnak nevezzük, jelölése: f BVH s (R). (Lásd [3].) 2. Tétel. Legyen f C(T 2 ) BV s (T 2 ) valamely s (0, 2) esetén. Ha γ = {γ mn } A 2/(2 r), r (0, 2), akkor (14) (γ; f)r := γ mn ˆf(m, n) r m 1 n 1 κ C Vs r/2 (f) µ=0 ν=0 2 (µ+ν)r Γ µ 1,ν 1 ω (2 s)r/2 ( f; π 2 µ, π 2 ν ), ahol κ az α := 2/(2 r) értékhez tartozó konstans a (2) alatti egyenlőtlenségben, V s (f) a (13) alatt definiált totális s-változás, Γ µν pedig a (7) és (8) alatt definiált összeg. 4. Következmény. A 2. Tétel feltételei mellett (15) (γ; f)r κ C V r/2 s (f) ( (mn) r γ mn ω (2 s)r/2 f; π m, π ). n Hasonlóan az 1. Tételhez, itt is érdemes megfogalmazni azt a két speciális esetet a 2. Tétel következményeként, amikor f BV s (T 2 ) Lip(α 1, α 2 ) és γ 1, illetve r = 1 és γ mn = m β 1 n β 2, ahol β 1, β 2 R. 5. Következmény. Legyen f Lip(α 1, α 2 ) BV s (T 2 ) valamely α 1, α 2 > 0 és 0 < s < 2 esetén. Ha akkor (11) teljesül. r > 1 1 + (1 s/2) min{α 1, α 2 }, 6. Következmény. Legyen f Lip(α 1, α 2 ) BV s (T 2 ) valamely α 1, α 2 > 0 és 0 < s < 2 esetén. Ha β j < (1 s/2)α j, j = 1, 2, 4

akkor (12) teljesül. A 2. Tétel és a 4. Következmény γ mn 1, s = 1 és r = 1 esetben [7] alatti cikkben, λ mn 1, s = 1 esetben pedig [14] alatti cikkben részletesen megtalálható. Abban a speciális esetben, amikor γ mn 1, s = 1 és r = 1, a (15) egyenlőtlenség jobb oldalán lévő sor konvergens, ha ( ω f; π m, π ) ( ( = O log π ) β1 ( log π ) ) β2 n m n valamely β 1, β 2 > 2 2 s esetén. Később felhasználjuk a következő, Berkson nevéhez fűződő felbontási tételt [1] : az f függvény akkor és csak akkor abszolút folytonos az R := [a, b] [c, d] téglalapon (jelölés: f AC(R)), ha létezik olyan g AC([a, b]), h AC([c, d]) és φ L 1 (R), hogy (16) f(x, y) = g(x) + h(y) + x y a c φ(u, v) du dv, Zygmund tételének több változóra való kiterjésztése a 2. Tétel következményeként adódik a γ mn 1, s = 1 és r = 1 speciális esetben. x [a, b], y [c, d]. 3. Tétel. Ha f AC(T 2 ) és f x,y L p (T 2 ) valamely p > 1 esetén, akkor (17) m 1 n 1 ˆf(m, n) C p V 1/2 2 (f) f x,y 1/2 L p. Összekombinálva az 1., 2. és 3. Tételeket a megfelelő egyváltozós eredményekkel, könnyen adhatóak elegendő feltételek a (18) γ mn ˆf(m, n) r m Z n Z sor konvergenciájára. Ennek bemutatásaként a következő részben ismertetünk néhány következményt abban a speciális esetben, amikor γ mn 1 és r = 1. Az így kapott feltételek biztosítják az f függvény kettős Fourier-sorának abszolút konvergenciáját. Megjegyezzük, hogy az ismertetett eredmények többsége kiterjeszthető többváltozós trigonometrikus Fourier-sorokra is (részletekért lásd [6] és [7].) Új eredmények: kettős Fourier-sorok abszolút konvergenciája Az (18) alatti sor konvergenciájának vizsgálatához a speciális γ mn 1 és r = 1 esetben végezzük el a következő felbontást: ˆf(m, n) = m Z n Z ˆf(m, n) + ˆf(0, n) + ˆf(m, 0) ˆf(0, 0). n Z m Z m 1 n 1 5

Az n = 0 és m = 0 speciális esetben az ˆf(m, n) együtthatókra (19) ˆf(m, 0) = ˆf1 (m), ahol f 1 (x) := 1 f(x, y)dy, x T; 2π és (20) ˆf(0, n) = ˆf2 (n), ahol f 2 (x) := 1 2π T T f(x, y)dx, y T. Összekombinálva Bernstein és Zygmund egyváltozós Fourier-sorok abszolút konvergenciájáról szóló tételeit (lásd például [2], [15], [17] és [18]) az 1., 2. és 3. Tétellel, megkapjuk a tételek kiterjesztését kettős Fourier-sorok abszolút konvergenciájára. 7. Következmény. Ha f : T 2 R függvény olyan, hogy f Lip(α 1, α 2 ), f 1 Lip(α 3 ) és f 2 Lip(α 4 ) valamely α j > 1/2, j = 1, 2, 3, 4 esetén; ahol f 1 és f 2 (19) és (20) alatt definiált függvények, akkor az f Fourier-sora abszolút konvergens. 8. Következmény. Ha az f : T 2 R függvény olyan, hogy f Lip(α 1, α 2 ) BV H (T 2 ), f 1 Lip(α 3 ) BV (T) és f 2 Lip(α 4 ) BV (T) valamely α j > 0, j = 1, 2, 3, 4 és 0 < s, s 1, s 2 < 2 esetén, ahol f 1 és f 2 (19) és (20) alatt definiált függvények, akkor az f Fourier-sora abszolút konvergens. 9. Következmény. Ha f AC(T 2 ), f x,y L p (T 2 ), g L p 1 (T) és h L p 2 (T) valamely p, p 1, p 2 > 1 esetén, ahol g és h (16) alatt definiált függvények, akkor az f Fourier-sora abszolút konvergens. Új eredmények: kettős Walsh-Fourier-sorok Legyen f : I 2 R függvény Lebesgue integrálható az I 2 = [0, 1) [0, 1) egységnégyzeten, jelölésekkel: f L 1 (I 2 ). Az f függvény kettős Walsh-Fourier-során a (21) f(x, y) ˆf(m, n)w m (x)w n (y) m N n N sort értjük, ahol (22) ˆf(m, n) := 1 1 0 0 f(x, y)w m (x)w n (y) dx dy, m, n N, az f függvény m-edik Walsh-Fourier-együtthatója és w m (x) az m-edik Walsh-függvény. Jelölje C W (I 2 ) az összes W -folytonos függvény halmazát, ahol az I 2 egységnégyzeten értelmezett diadikus topológiát az (23) I(k, m; l, n) := I(k, m) I(l, n) 6

= [k2 m, (k + 1)2 m ) [l2 n, (l + 1)2 n ), 0 k < 2 m, 0 l < 2 n és k, l, m, n N diadikus téglalapok generálják. Az f C W (I 2 ) függvény (globális) diadikus folytonossági modulusán az függvényt értjük, ahol ω(f; δ 1, δ 2 ) := sup{ 1,1 f(x, y; h 1, h 2 ) : (x, y) I 2, 0 h j < δ j, j = 1, 2}, 0 < δ j 1 (24) 1,1 f(x, y; h 1, h 2 ) := f(x h 1, y h 2 ) f(x, y h 2 ) f(x h 1, y) + f(x, y). Az f L p (I) függvény diadikus L p -folytonossági modulusán, 1 p <, az { ( 1 1 1/p ω(f; δ 1, δ 2 ) p := sup 1,1 f(x, y; h 1, h 2 ) p dx dy) : függvényt értjük. 0 0 0 h j < δ j, j = 1, 2} Legyen α 1, α 2 > 0, az f C W (I 2 ) függvény a Lip(α 1, α 2 ; W ) diadikus Lipschitz-osztályba tartozik, ha ω(f; δ 1, δ 2 ) Cδ α 1 1 δ α 2 2, 0 < δ 1, δ 2 1, ahol C olyan konstans, ami csak az f függvénytől függ. Hasonlóan, α 1, α 2 > 0 és 1 p < esetén az f L p (I 2 ) függvény benne van a Lip(α 1, α 2 ; L p ) Lipschitz-osztályban, ha ω(f; δ 1, δ 2 ) p Cδ α 1 1 δ α 2 2, 0 < δ 1, δ 2 1. A diadikus téglalapokra vezessük be a következő jelölést: I(k, m; l, n) := I(k, m) I(l, n) =: I J, ahol 0 k < 2 m, 0 l < 2 n ; k, l, m, n N. folytonossági modulusát az f C W (I 2 ) függvénynek: Ezek után bevezethetjük a lokális diadikus ω(f; I J) := sup{ 1,1 f(x, y; h 1, h 2 ) : (x, y) I J, 0 h 1 < I, 0 h 2 < J }, ahol I = 2 m és J = 2 n az I és J intervallumok hossza. Továbbá, az f L p (I 2 ), 1 p < függvény lokális diadikus L p -folytonossági modulusán az { ( 1/p 1 ω(f; δ 1, δ 2 ) p := sup 1,1 f(x, y; h 1, h 2 ) p dx dy) : I J I J 7

függvényt értjük. ha 0 h 1 < I, 0 h 2 < J } Végül, az f : I 2 R függvény korlátos s-fluktuációjú, 0 < s <, jelölésekkel: f BF s (I 2 ), (25) F l s (f; I 2 ) := sup m 1 sup n 1 ( 2 m 1 k=0 2 n 1 l=0 ω(f; I(k, m) I(l, n)) s ) 1/s <. 4. Tétel. Legyen f L p (I 2 ), 1 < p 2. Ha (26) {γ mn } A p/(p rp+r), 0 < r < q, ahol 1 p + 1 q = 1, akkor (27) γ mn ˆf(m, n) r 4 r κ 2 (µ+ν)r/q Γ µ 1,ν 1 ω(f; 2 µ, 2 ν ) p r, µ=0 ν=0 ahol κ az α := p/(p rp + r) értékhez tartozó konstans a (2) alatti egyenlőtlenségben, Γ µν pedig a (7) és (8) alatt definiált összeg. Érdemes megfogalmazni a 4. Tételt abban a speciális esetben, amikor f Lip(α 1, α 2 ; W ) p és γ mn 1, illetve γ mn = m β 1 n β2 és r = 1. 10. Következmény. Legyen f Lip(α 1, α 2 ; W ) p, α 1, α 2 > 0 és 1 < p 2. Ha akkor q 1 + q min{α 1, α 2 } < r < q, (28) ˆf(m, n) r <. 11. Következmény. Legyen f Lip(α 1, α 2 ; W ) p, α 1, α 2 > 0 és 1 < p 2. Ha β 1, β 2 R teljesítik a β j < α j 1 p, j = 1, 2 feltételeket, akkor (29) m β 1 n β 2 ˆf(m, n) <. 8

5. Tétel. Legyen f L p (I 2 ), 1 < p 2. Ha {γ mn 0} sorozat teljesíti a (26) feltételt, akkor (30) γ mn ˆf(m, n) r 4 r κ µ=0 ν=0 ( 2µ 1 2 (µ+ν)r Γ µ 1,ν 1 k=0 2 ν 1 l=0 ω(f; I(k, µ; l, ν)) p p ) 1/p ahol κ az α := p/(p rp + r) értékhez tartozó konstans a (2) alatti egyenlőtlenségben, Γ µν pedig a (7) és (8) alatt definiált összeg, I(k, µ; l, ν) (23) alakú diadikus téglalap. 6. Tétel. Legyen f C W BF s (I 2 ), 0 < s < 2. Ha (31) {a mn 0} A 2/(2 r) 0 < r < 2, akkor (32) 4 r κ F l s (f; I 2 ) rs/2 µ=0 ν=0 γ mn ˆf(m, n) r 2 (µ+ν)r Γ µ 1,ν 1 ω(f; 2 µ, 2 ν ) (1 s/2)r, ahol κ az α := 2/(2 r) értékhez tartozó konstans a (2) alatti egyenlőtlenségben, Γ µν a (7) és (8) alatt definiált összeg, F l s (f) pedig a (25) alatt bevezetett totális s-fluktuáció. A 4. Tételhez hasonlóan itt is megfogalmazzuk azokat a speciális eseteket, amikor γ mn 1, illetve r = 1 és γ mn = m β 1 n β 2. 12. Következmény. Legyen f Lip(α 1, α 2 ; W ) BF s (I 2 ), α 1, α 2 > 0 és 0 < s < 2. Ha 1 r > 1 + (1 s/2) min{α 1, α 2 }, akkor (28) teljesül., 13. Következmény. Legyen f Lip(α 1, α 2 ; W ) BF s (I 2 ), α 1, α 2 > 0 és 0 < s < 2. Ha β 1, β 2 R teljesítik a β j < (1 s/2)α j, j = 1, 2, feltételt, akkor (29) teljesül. Összekombinálva a 4. és 6. Tételeket az egyszeres Walsh-Fourier-sorok abszolút konvergenciájára vonatkozó tételekkel (lásd [5]), könnyen adhatóak elegendő feltételek a (33) γ mn ˆf(m, n) r m=0 n=0 sor konvergenciájára. Ennek bemutatásaként a következő részben ismertetünk néhány következményt abban a speciális esetben, amikor γ mn 1 és r = 1. Az így kapott feltételek biztosítják az f függvény kettős Walsh-Fourier-sorának abszolút konvergenciáját. További részletek olvashatók [8] alatti cikkben. 9

Új eredmények: kettős Walsh-Fourier sorok abszolút konvergenciája A (33) alatti sor konvergenciájának vizsgálatához a speciális γ mn végezzük el a következő felbontást: 1 és r = 1 esetben ˆf(m, n) = m=0 n=0 ˆf(m, n) + ˆf(0, n) + ˆf(m, 0) ˆf(0, 0). n=0 m=0 Az n = 0 és m = 0 speciális esetben az ˆf(m, n) együtthatókra (34) ˆf(m, 0) = ˆf1 (m), ahol f 1 (x) := és (35) ˆf(0, n) = ˆf2 (n), ahol f 2 (y) := 1 0 1 0 f(x, y) dy, x I; f(x, y) dx, y I. Összekombinálva Bernstein és Zygmund egyváltozós Fourier-sorok abszolút konvergenciájáról szóló tételeinek diadikus általánosítását (lásd például [10]) a 4. és 6. Tétellel, megkapjuk a tételek kiterjesztését kettős Walsh-Fourier-sorok abszolút konvergenciájára. 14. Következmény. Ha az f : I 2 R függvény olyan, hogy f Lip(α 1, α 2 ; W ), f 1 Lip(α 3 ; W ) és f 2 Lip(α 4 ; W ) valamely α j > 1/2, j = 1, 2, 3, 4 esetén, ahol f 1 és f 2 (34) és (35) alatt definiált függvények, akkor f Walsh-Fourier-sora abszolút konvergens. 15. Következmény. Ha az f : I 2 R függvény olyan, hogy f Lip(α 1, α 2 ; W ) BF s (I 2 ), f 1 Lip(α 3 ; W ) BF s1 (I) és f 2 Lip(α 4 ; W ) BF s2 (I) valamely α j > 0, j = 1, 2, 3, 4 és 0 < s, s 1, s 2 < 2 esetén, akkor f Walsh-Fourier-sora abszolút konvergens. Köszönetnyilvánítás Ezúton szeretnék köszönetet mondani Dr. Móricz Ferenc professzornak, témavezetőmnek önzetlen segítségéért, folyamatos támogatásáért és hasznos tanácsaiért, melyekkel jelen értekezés megírását, illetve kutatómunkámat segítette. 10

Hivatkozások [1] E. Berkson and T. A. Gillespie, Absolutely continuous functions of two variables and wellbounded operators, J. London Math. Soc (2), 30 (1984), 305 321. [2] S. Bernstein, Sur la convergence absolue des séries trigonométriques, C.R. Acad. Sci. Paris Sér. I. Math., 158 (1914), 1661 1664. [3] J.A. Clarkson and C.R. Adams, On definitions of bounded variation for functions of two variables, Trans. Amer. Math. Soc., 35 (1933), 824 854. [4] L. Gogoladze and R. Meskhia, On the absolute convergence of trigonometric Fourier series, Proc. Razmadze Math. Inst., 141 (2006), 29 40. [5] F. Móricz, Absolute convergence of Walsh-Fourier series and related results, Analysis Math., 36 (2010), 275 286. [6] F. Móricz and A. Veres, Absolute convergence of multiple Fourier series, Acta Math. Hungar., 117 (2007), 275 292. [7] F. Móricz and A. Veres, Absolute convergence of multiple Fourier series revisited, Analysis Math., 34 (2008), 145 162. [8] F. Móricz and A. Veres, Absolute convergence of double Walsh-Fourier series and related results, Acta Math. Hungar. (accepted for publication) [9] R. Salem, On a theorem of Zygmund, Duke Math. J., 10 (1943), 23 31. [10] F. Schipp, W.R. Wade, P. Simon and J. Pál, Walsh Series: an Introduction to Dyadic Harmonic Analysis, Adam Hilger, Bristol and New York, 1990. [11] E.M. Stein and G. Weiss, Introduction to Fourier Analyis on Euclidean Spaces, Princeton Univ. Press, 1971. [12] Szász, Über der Konvergenzexponenten der Fourierschen Reihen gewisser Funktionenklassen, Sitzungsberichte der Akademie München, 1922, 135 150. [13] P.L. Ul yanov, Series with respect to a Haar system with monotone coefficients (in Russian), Izv. Akad. Nauk SSSR Ser. Mat., 28 (1964), 925 950. 11

[14] A. Veres, Extensions of the theorems os Szász and Zygmund on the absolute convergence of Fourier series, Acta Sci. Math., 74 (2008), 191 206. [15] Z. Waraszkiewicz, Remarque sur un théorème de M. Zygmund, Bull. Internat. Acad. Polonaise, 1929, 275 279. [16] N. Wiener, The quadratic variation of a function and its Fourier coefficients, Massachusetts J. Math., 3 (1924), 72 94. [17] A. Zygmund, Remarque sur la convergence absolue des séries de Fourier, J. London Math. Soc. 3, (1928), 194 195. [18] A. Zygmund, Some points in the theory of trigonometric and power series, Trans. Amer. Math. Soc., 36 (1934), 586 617. [19] A. Zygmund, Trigonometric series, Cambridge Univ. Press (Cambridge, U.K., 1959). 12

Nyilatkozat Alulírott, Dr. Móricz Ferenc nyilatkozom arról, hogy az Absolute convergence of multiple Fourier series, Absolute convergence of multiple Fourier series revisited és az Absolute convergence of Walsh-Fourier series and related results című cikkek Veres Antallal közös munkáink, melyekben a jelölt saját munkája hozzávetőlegesen 50%. Szeged, 2011. február 14. Dr. Móricz Ferenc Nyilatkozat Alulírott, Dr. Móricz Ferenc nyilatkozom arról, hogy az Absolute convergence of multiple Fourier series, Absolute convergence of multiple Fourier series revisited és az Absolute convergence of Walsh-Fourier series and related results című cikkeket sem eddig, sem ezután nem használom fel doktori fokozat megszarzésére. Szeged, 2011. február 14. Dr. Móricz Ferenc