2018,Òîì 20,Âûïóñê3,Ñ. 2136
ÓÄÊ517.521
DOI10.23671/VNC.2018.3.17961
ÀÏÏÎÊÑÈÌÀÒÈÂÍÛÅ ÑÂÎÉÑÒÂÀÑÏÅÖÈÀËÜÍÛÕßÄÎÂ
ÏÎ ÏÎËÈÍÎÌÀÌÌÅÉÊÑÍÅÀ
. Ì. àäæèìèðçàåâ
1
1
Äàãåñòàíñêèéíàó÷íûéöåíòðÀÍ,
îññèÿ,367032Ìàõà÷êàëà,óë.Ì.àäæèåâà,45
E-mail:ramis3004gmail.om
Àííîòàöèÿ. Ïîñòðîåíû íîâûå ñïåöèàëüíûå ðÿäû ïîìîäèèöèðîâàííûì ïîëèíîìàì Ìåéêñíåðà
M n,N α (x) = M n α (N x)
.Ýòèïîëèíîìû ïðèα > −1
îáðàçóþò îðòîãîíàëüíóþñ âåñîìρ(N x)
ñèñòåìóíàðàâíîìåðíîé ñåòêå
Ω δ = {0, δ, 2δ, . . .}
, ãäåδ = 1/N
,N > 0
. Óïîìÿíóòûå ñïåöèàëüíûåðÿäû ïî ïîëèíîìàìM n,N α (x)
ïîÿâèëèñüêàêåñòåñòâåííûéèàëüòåðíàòèâíûéðÿäàìÔóðüåÌåéêñíåðààï- ïàðàò îäíîâðåìåííîãîïðèáëèæåíèÿ äèñêðåòíîéóíêöèèf
,çàäàííîéíàðàâíîìåðíîé ñåòêåΩ δ
,èååêîíå÷íûõðàçíîñòåé
∆ ν δ f
.Îñíîâíîåâíèìàíèåâíàñòîÿùåéñòàòüåóäåëåíîèññëåäîâàíèþàïïðîê- ñèìàòèâíûõ ñâîéñòâ÷àñòè÷íûõñóììóêàçàííûõðÿäîâ.Â÷àñòíîñòè, ïîëó÷åíàïîòî÷å÷íàÿîöåíêàäëÿóíêöèèËåáåãà÷àñòè÷íûõñóììñïåöèàëüíîãîðÿäà.Ñëåäóåòîòìåòèòü,÷òîíîâûåñïåöèàëüíûå
ðÿäû,âîòëè÷èåîòðÿäîâ ÔóðüåÌåéêñíåðà, îáëàäàþòòåìñâîéñòâîì, ÷òîèõ÷àñòè÷íûåñóììû
ñîâïàäàþòñîçíà÷åíèÿìèèñõîäíîéóíêöèèâòî÷êàõ
0, δ, . . . , (r − 1)δ
.Êëþ÷åâûå ñëîâà: ïîëèíîìû Ìåéêñíåðà, àïïðîêñèìàòèâíûå ñâîéñòâà, ðÿä Ôóðüå, ñïåöèàëüíûå
ðÿäû,óíêöèÿËåáåãà.
MathematialSubjet Classiation(2000): 41A10.
1. Ââåäåíèå
 íàñòîÿùåé ðàáîòå ðàññìîòðåíû íîâûå ñïåöèàëüíûå ðÿäû ïî ìîäèèöèðîâàííûì
ïîëèíîìàì Ìåéêñíåðà
M n,N α (x) = M n α (N x)
ñα > − 1
, îðòîãîíàëüíûì íà ðàâíîìåðíîé ñåòêåΩ δ = { 0, δ, 2δ, . . . }
,ãäåδ = N 1,N > 0,
èèññëåäîâàíûàïïðîêñèìàòèâíûå ñâîéñòâàèõ
÷àñòè÷íûõñóìì. Â÷àñòíîñòè, ïîëó÷åíàîöåíêà ñâåðõó äëÿ óíêöèè Ëåáåãà ÷àñòè÷íûõ
ñóìì ñïåöèàëüíîãî ðÿäà ïî ïîëèíîìàì Ìåéêñíåðà
M n,N α (x)
. Ñïåöèàëüíûå ðÿäû ïî ïî- ëèíîìàìÌåéêñíåðàM n,N α (x)
îáëàäàþòçíà÷èòåëüíîëó÷øèìèàïïðîêñèìàòèâíûìèñâîé- ñòâàìè,÷åìðÿäûÔóðüåïîóêàçàííûìïîëèíîìàì.Íàïðèìåð,íîâûåñïåöèàëüíûåðÿäû,ñîîòâåòñòâóþùèåçàäàííîìó
r ∈ N
, îáëàäàþòòåìñâîéñòâîì, ÷òî÷àñòè÷íûå ñóììûýòèõ ðÿäîâ èíòåðïîëèðóþò èñõîäíóþ óíêöèþâòî÷êàõ0, δ, . . . , (r − 1)δ
.Ïðè èññëåäîâàíèè àïïðîêñèìàòèâíûõ ñâîéñòâ ÷àñòè÷íûõ ñóìì ñïåöèàëüíîãî ðÿäà
íàì ïîíàäîáÿòñÿ íåêîòîðûå ñâîéñòâà ïîëèíîìîâ Ìåéêñíåðà
M n,N α (x)
, êîòîðûå ìû ïðè-âåäåì âñëåäóþùåì ïóíêòå.
2. Íåêîòîðûå ñâåäåíèÿ î ïîëèíîìàõ Ìåéêñíåðà
Äëÿ
q 6 = 0
è ïðîèçâîëüíîãîα ∈ R
êëàññè÷åñêèå ïîëèíîìû Ìåéêñíåðà [13℄ ìîæíî îïðåäåëèòüñ ïîìîùüþ ðàâåíñòâàM n α (x) = M n α (x, q) =
n + α n
n
X
k=0
n [k] x [k]
(α + 1) k k!
1 − 1
q k
,
2018àäæèìèðçàåâ.Ì.ãäå
x [k] = x(x − 1) . . . (x − k + 1)
,(a) k = a(a + 1) . . . (a + k − 1)
. Ïðèα > − 1
è0 < q < 1
ïîëèíîìûÌåéêñíåðà
M n α (x)
îáðàçóþòîðòîãîíàëüíóþñèñòåìóíàñåòêå{ 0, 1, . . . }
ñâåñîìρ(x) = ρ(x, α, q) = q x Γ(x+α+1) Γ(x+1) (1 − q) α+1,à,áîëååòî÷íî,èìååòìåñòîñëåäóþùååðàâåíñòâî:
∞
X
x=0
m α n (x)m α k (x)ρ(x) = δ nk , 0 < q < 1, α > − 1,
ãäå
m α n (x) = m α n (x, q) = { h α n (q) } − 1 2 M n α (x)
,h α n (q) = n+α n
q − n Γ(α + 1).
Ïóñòü
N > 0
,δ = N 1,q = e −δ,Ω δ = { 0, δ, 2δ, . . . }
. Ìíîãî÷ëåíûM n,N α (x) = M n α (N x, e −δ )
Ω δ = { 0, δ, 2δ, . . . }
. Ìíîãî÷ëåíûM n,N α (x) = M n α (N x, e −δ )
è
m α n,N (x) = m α n (N x, e − δ ) =
h α n (e − δ ) − 1 2 M n,N α (x)
âñëó÷àåα > − 1
îáðàçóþòîðòîãîíàëü- íóþè îðòîíîðìèðîâàííóþ íàΩ δ ñèñòåìû ñâåñîì ρ(N x) = ρ(N x; α, e − δ )
.
Âäàëüíåéøåì,ïðèîöåíêåóíêöèèËåáåãà,âàæíóþðîëüèãðàåòñëåäóþùàÿîðìóëà
Êðèñòîåëÿ Äàðáó:
K n,N α (t, x) =
n
X
k=0
m α k,N (t)m α k,N (x)
= δ p
(n + 1)(n + α + 1) (e δ/2 − e − δ/2 )(x − t)
m α n+1,N (t)m α n,N (x) − m α n,N (t)m α n+1,N (x)
.
(1)êîòîðóþ ìîæíîçàïèñàòü[4℄ òàê:
K α
n,N (t, x) = α n
(α n + α n − 1 ) m α n,N (t)m α n,N (x) + α n α n − 1
(α n + α n − 1 ) δ e δ 2 − e − δ 2
1 (x − t)
×
m α n,N (x) m α n+1,N (t) − m α n − 1,N (t)
− m α n,N (t) m α n+1,N (x) − m α n − 1,N (x) ,
(2)
ãäå
α n = p
(n + 1)(n + α + 1)
. Äëÿ0 < δ 6 1
,N = 1 δ, λ > 0
, 1 6 n 6 λN
, α > − 1
,
0 6 x < ∞
,s > 0
, θ n = 4n + 2α + 2
ñïðàâåäëèâû [2,5℄ñëåäóþùèåîöåíêè:
e − x 2
m α n,N (x ± sδ)
6 c(α, λ, s)θ −
α
n 2 A α n (x),
A α n (x) =
θ n α , 0 6 x 6 θ 1
n , θ
α 2 − 1 4
n x − α 2 − 1 4 , θ 1
n < x 6 θ 2 n , h
θ n
θ
1
n 3 + | x − θ n | i − 1
4 , θ 2 n < x 6 3θ n
2 , e − x 4 , 3θ 2 n < x < ∞ ,
(3)
e − x 2
m α n+1,N (x ± sδ) − m α n − 1,N (x ± sδ)
6 c(α, λ, s)
θ
α 2 − 1
n , 0 6 x 6 θ 1
n , θ −
3
n 4 x − α 2 + 1 4 , θ 1
n < x 6 θ 2 n , x − α 2 θ −
3
n 4
θ
1
n 3 + | x − θ n | 1 4
, θ 2 n < x 6 3θ 2 n , e − x 4 , 3θ 2 n < x < ∞ .
(4)
Çäåñüèäàëåå
c
,c(α)
,c(α, . . . , λ)
ïîëîæèòåëüíûå÷èñëà,çàâèñÿùèåòîëüêîîòóêàçàííûõ ïàðàìåòðîâ, ïðè÷åìðàçëè÷íûå â ðàçíûõìåñòàõ.3.Íåðàâåíñòâî Ëåáåãà äëÿ ÷àñòè÷íûõ ñóìì
ñïåöèàëüíîãî ðÿäà ïî ïîëèíîìàì Ìåéêñíåðà
 ðàáîòå [6℄ áûëè ââåäåíû ñïåöèàëüíûå ðÿäû ïî êëàññè÷åñêèì ïîëèíîìàì Ëàãåð-
ðàè èññëåäîâàíû àïïðîêñèìàòèâíûå ñâîéñòâà èõ÷àñòè÷íûõñóìì. Âíàñòîÿùåé ðàáîòå
ìû ðàññìîòðèì ñïåöèàëüíûå ðÿäû ïî ïîëèíîìàì Ìåéêñíåðà, êîòîðûå ÿâëÿþòñÿ äèñ-
êðåòíûì àíàëîãîì âûøåóïîìÿíóòûõ ñïåöèàëüíûõ ðÿäîâ ïî ïîëèíîìàì Ëàãåððà. Íàì
ïîíàäîáÿòñÿ íåêîòîðûå îáîçíà÷åíèÿ. Ïóñòü
Ω
äèñêðåòíîå ìíîæåñòâî, ñîñòîÿùåå èçáåñêîíå÷íîãî ÷èñëà ðàçëè÷íûõ òî÷åê äåéñòâèòåëüíîé îñè,
µ = µ(x)
íåîòðèöàòåëüíàÿ óíêöèÿ,îïðåäåëåííàÿíàýòîììíîæåñòâå.×åðåçl 2,µ (Ω)
îáîçíà÷èìïðîñòðàíñòâîóíê- öèéf
, çàäàííûõ íàΩ
èòàêèõ, ÷òîP
x ∈ Ω f 2 (x)µ(x) < ∞. Ìûðàññìîòðèì ñëó÷àé, êîãäà
Ω = Ω δ = { 0, δ, 2δ, . . . }
, δ = N 1
, µ(x) = ρ(N x) = ρ(N x; α, e −δ )
. Ïóñòüd(x) ∈ l 2,ρ (Ω δ )
, òîãäàïðè
x ∈ Ω r,δ = { rδ, (r + 1)δ, . . . }
ìû ìîæåì îïðåäåëèòü äèñêðåòíûé àíàëîã ïîëèíîìàÒåéëîðà ñëåäóþùåãî âèäà:
P r − 1,N (x) =
r − 1
X
ν =0
∆ ν δ d(0)
ν! (N x) [ν] , ∆ 0 δ d(x) = d(x),
∆ 1 δ d(x) = d(x + δ) − d(x)
,∆ ν δ d(x) = ∆ δ (∆ ν δ − 1 d(x))
. Ëåãêî ïðîâåðèòü, ÷òî óíêöèÿd r (x) = d(x)−P N −r (N x) r− 1,N [r] (x) ïðèíàäëåæèòïðîñòðàíñòâól 2,ρ N,r (Ω r,δ )
,ãäåρ N,r (x) = ρ(N (x − rδ))
,
à ìîäèèöèðîâàííûå ïîëèíîìû Ìåéêñíåðà
m α k,N,r (x) = m α k,N (x − rδ)
(k = 0, 1, . . .
) ïðèα > − 1
îáðàçóþò îðòîíîðìèðîâàííûé áàçèñâl 2,ρ N,r (Ω r,δ )
ñ âåñîìρ N,r (x)
. Ïîýòîìó ìûìîæåì îïðåäåëèòüêîýèöèåíòûÔóðüå Ìåéêñíåðà
d ˆ α r,k = X
t ∈ Ω r,δ
d r (t)ρ N,r (t)m α k,N,r (t) = X
t ∈ Ω r,δ
d(t) − P r − 1,N (t)
N −r (N t) [r] ρ N,r (t)m α k,N,r (t)
èðÿäÔóðüå Ìåéêñíåðà
d r (x) =
∞
X
k=0
d ˆ α r,k m α k,N,r (x),
êîòîðûé â ñèëó áàçèñíîñòè â
l 2,ρ N,r (Ω r,δ )
ñèñòåìû ïîëèíîìîâ Ìåéêñíåðàm α k,N,r (x) (k = 0, 1, . . .)
ñõîäèòñÿðàâíîìåðíî îòíîñèòåëüíîx ∈ Ω r,δ. Îòñþäà ñëåäóåò, ÷òî
d(x) = P r−1,N (x) + N − r (N x) [r]
∞
X
k=0
d ˆ α r,k m α k,N,r (x), x ∈ Ω δ .
(5)Ñëåäóÿ[7, 8℄,ìû áóäåì íàçûâàòü (5)ñïåöèàëüíûì ðÿäîì ïîïîëèíîìàì Ìåéêñíåðà äëÿ
óíêöèè
d(x)
. ×àñòè÷íóþ ñóììóðÿäà(5)îáîçíà÷èì÷åðåçS n+r,N α (d, x) = P r − 1,N (x) + N − r (N x) [r]
n
X
k=0
d ˆ α r,k m α k,N,r (x).
Åñëè
d(x) = p n+r (x)
ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé àëãåáðàè÷åñêèé ïîëèíîì ñòåïåíèn + r,
òî,î÷åâèäíî,
d ˆ α r,k = 0
ïðèk > n + 1
è ïîýòîìó èç (5) ñëåäóåòS n+r,N α (p n+r , x) ≡ p n+r (x),
ò. å.
S n+r,N α (d, x)
ÿâëÿåòñÿ ïðîåêòîðîì íà ïîäïðîñòðàíñòâî àëãåáðàè÷åñêèõ ïîëèíîìîâp n+r (x)
ñòåïåíèíåâûøån+r
.Îáîçíà÷èì÷åðåçq n+r (x)
àëãåáðàè÷åñêèéïîëèíîìñòåïåíèn + r,
äëÿ êîòîðîãî∆ i d(0) = ∆ i q n+r (0) (i = 0, . . . , r − 1)
. Òîãäàd(x) − S n+r,N α (d, x) =
d(x) − q n+r (x) + q n+r (x) − S n+r,N α (d, x) 6 | d(x) − q n+r (x) | +
S n+r,N α (q n+r − d, x)
.
Îòñþäàäëÿ
x ∈ Ω r,δ e − x 2 x − r 2 + 1 4
d(x) − S n+r,N α (d, x)
6 e − x 2 x − r 2 + 1 4 | d(x) − q n+r (x) | + e − x 2 x − r 2 + 1 4
S n+r,N α (q n+r − d, x) .
(6)Òàê êàê
P r−1,N (q n+r − d, x) = 0,
òîe − x 2 x − r 2 + 1 4
S n+r,N α (q n+r − d, x)
= e − x 2 x − r 2 + 1 4 N − r (N x) [r]
n
X
k=0
( q n+r \ − d) α r,k m α k,N (x − rδ) 6 e − x 2 x − 2 r + 1 4 (N x) [r] X
t∈Ω r,δ
| q n+r (t) − d(t) | (N t) [r] ρ N,r (t)
n
X
k=0
m α k,N (t − rδ)m α k,N (x − rδ)
= e − x 2 x − r 2 + 1 4 (N x) [r] X
t ∈ Ω r,δ
| q n+r (t) − d(t) |
(N t) [r] ρ N,r (t)
K n,N α (t − rδ, x − rδ) .
(7)
Ïîëîæèì
E k r (d, δ) = inf
q k
sup
x∈Ω r,δ
e − x 2 x − r 2 + 1 4 | d(x) − q k (x) | ,
(8)ãäå íèæíÿÿ ãðàíü áåðåòñÿ ïî âñåì àëãåáðàè÷åñêèì ïîëèíîìàì
q k (x)
ñòåïåíèk,
äëÿ êî-òîðûõ
∆ i d(0) = ∆ i q k (0) (i = 0, . . . , r − 1).
Òîãäà èç(6) è(7) , ó÷èòûâàÿ (8) , ïîëó÷àåìe − x 2 x − r 2 + 1 4
d(x) − S n+r,N α (d, x)
6 E n+r r (d, δ) 1 + l n,r α,N (x)
,
(9)ãäå
l α,N n,r (x) = e − x 2 x − r 2 + 1 4 (N x) [r] X
t ∈ Ω r,δ
e − 2 t +rδ t r 2 − 1 4 Γ(N t − r + α + 1) (N t) [r] Γ(N t − r + 1)
× 1 − e − δ α+1
K n,N α (t − rδ, x − rδ) .
 ñâÿçè ñ íåðàâåíñòâîì (9) âîçíèêàåò çàäà÷à îá îöåíêå óíêöèè Ëåáåãà
l α,N n,r (x)
ïðèn 6 λN
,λ > 1
.  íàñòîÿùåé ðàáîòå ìû îãðàíè÷èìñÿ èññëåäîâàíèåì âåëè÷èíûl α,N n,r (x)
íà ìíîæåñòâàõ
G 1 = rδ, 3λ θ
n
è
G 2 = 3λ
θ n , θ 2 n
. À îöåíêà óíêöèè
l α,N n,r (x)
íà ïðîìåæóò-êå
θ n
2 , ∞
ÿâëÿåòñÿ îáúåêòîì èññëåäîâàíèÿ äðóãîé íàøåé ðàáîòû. Ïðèäîêàçàòåëüñòâå
ñëåäóþùåéòåîðåìûìûâîñïîëüçóåìñÿòåõíèêîéäîêàçàòåëüñòâàòåîðåìû4èçðàáîòû[6℄.
Òåîðåìà 1. Ïóñòü
r ∈ N
,r − 1 2 < α < r + 1 2, θ n = 4n + 2α + 2
, λ > 1
, 0 < δ 6 1
,
δ = 1/N
, n 6 λN.
Òîãäà èìåþò ìåñòî ñëåäóþùèåîöåíêè:
1)
åñëèx ∈ G 1 = rδ, 3λ θ
n
,
òîl α,N n,r (x) 6 c(α, λ, r)
( ln(n + 1), α = r, 1 + n α − r , α 6 = r;
(10)
2)
åñëèx ∈ G 2 = 3λ
θ n , θ 2 n ,òî
l α,N n,r (x) 6 c(α, λ, r)
ln(1 + nx) + n x
α−r 2
.
(11)⊳
Ïóñòüx ∈ G 1 = rδ, 3λ θ
n
. Òîãäà
l n,r α,N (x) = S 1 + S 2 ,
(12)ãäå
S 1 6 c(r)e − x 2 x − r 2 + 1 4 (N x) r X
t ∈ Ω r,δ , rδ 6 t 6 4
θn
e − 2 t t r 2 − 1 4 (N t) α − r 1 − e − δ α+1 K α
n,N (t − rδ, x − rδ) ,
S 2 6 c(r)e − x 2 x − r 2 + 1 4 (N x) r
× X
t ∈ Ω r,δ ,
4 θn <t< ∞
e − 2 t t r 2 − 1 4 Γ(N t − r + α + 1)
Γ(N t + 1) 1 − e − δ α+1 K α
n,N (t − rδ, x − rδ) .
Îöåíèì
S 1 .
Èç(1)è (3)ïîëó÷àåìS 1 6 c(α, r)x r 2 + 1 4 δ X
t∈Ω r,δ , rδ6t6 4
θn
t α − r 2 − 1 4
n
X
k=0
e − x 2 m α k,N (x − rδ)
e − 2 t m α k,N (t − rδ)
6 c(α, λ, r)δx r 2 + 1 4 X
t ∈ Ω r,δ , rδ 6 t 6 4
θn
t α − r 2 − 1 4
n
X
k=0
θ k α 6 c(α, λ, r)δx r 2 + 1 4 X
t ∈ Ω r,δ , rδ 6 t 6 4
θn
t α − r 2 − 4 1 θ n α+1
6 c(α, λ, r)θ α −
r 2 + 3 4 n
4 θn +δ
Z
0
t α − r 2 − 1 4 dt 6 c(α, λ, r)θ α −
r 2 + 3 4
n t α− r 2 + 3 4 α − r 2 + 3 4
4 θn +δ
0
= c(α, λ, r).
(13)
Ïåðåéäåìêîöåíêå âåëè÷èíû
S 2 .
Äëÿýòîãîïðåäñòàâèìåå ââèäåS 2 6 S 21 + S 22 + S 23 ,
ãäå
S 21 = e − x 2 x r 2 + 1 4 N r X
t ∈ Ω r,δ ,
4 θn <t< ∞
e − 2 t t r 2 − 1 4 Γ(N t − r + α + 1) Γ(N t + 1)
× 1 − e − δ α+1
m α n,N (x − rδ)m α n,N (t − rδ) , S 22 = α n α n − 1
α n + α n − 1
δ
e δ 2 − e − δ 2 e − x 2 x r 2 + 1 4 N r
m α n+1,N (x − rδ) − m α n − 1,N (x − rδ)
× X
t∈Ω r,δ ,
4 θn <t< ∞
e − 2 t t r 2 − 1 4 Γ(N t − r + α + 1)
Γ(N t + 1)(t − x) 1 − e − δ α+1
m α n,N (t − rδ) ,
S 23 = α n α n − 1
α n + α n − 1
δ
e δ 2 − e − δ 2 e − x 2 x r 2 + 1 4 N r
m α n,N (x − rδ)
× X
t ∈ Ω r,δ ,
4 θn <t<∞
e − t 2 t r 2 − 1 4 Γ(N t − r + α + 1)
Γ(N t + 1)(t − x) 1 − e − δ α+1
m α n+1,N (t − rδ) − m α n−1,N (t − rδ)
.
Îöåíèì âåëè÷èíó
S 21 .
Èç(3)èìååìS 21 6 c(α, λ, r)x r 2 + 1 4 θ
α
n 2
X
t∈Ω r,δ ,
4 θn <t<∞
t r 2 − 1 4 e − t 2 Γ(N t − r + α + 1) t r Γ(N t − r + 1)
× 1 − e − δ α+1
m α n,N (t − rδ)
.
(14)Ïóñòü
W = X
t ∈ Ω r,δ ,
4 θn <t< ∞
e − t 2 t − r 2 − 1 4 Γ(N t − r + α + 1)
Γ(N t − r + 1) 1 − e −δ α+1
m α n,N (t − rδ)
= W 1 + W 2 ,
ãäå
W 1 = X
t ∈ Ω r,δ ,
4 θn <t 6 3θn
2
e − t 2 t − r 2 − 1 4 Γ(N t − r + α + 1)
Γ(N t − r + 1) 1 − e −δ α+1
m α n,N (t − rδ) ,
W 2 = X
t ∈ Ω r,δ ,
3θn 2 <t< ∞
e − t 2 t − 2 r − 1 4 Γ(N t − r + α + 1)
Γ(N t − r + 1) 1 − e − δ α+1
m α n,N (t − rδ) .
Ïðèìåíÿÿ íåðàâåíñòâî Êîøè Áóíÿêîâñêîãî ê âåëè÷èíå
W 1, ïîëó÷àåì
W 1 6
X
t ∈ Ω r,δ ,
4 θn <t 6 3θn
2
1 − e −δ α+1
t −r− 1 2 Γ(N t − r + α + 1) Γ(N t − r + 1)
1 2
×
X
t ∈ Ω r,δ ,
4 θn <t 6 3θn
2
1 − e − δ α+1 e −t Γ(N t − r + α + 1)
Γ(N t − r + 1) m α n,N (t − rδ) 2
1 2
6 c(α)
3 θn
Z 2
0
t α−r− 1 2 dt
1 2
6 c(α, r)θ
α−r 2 + 1 4
n .
(15)
W 2 6 c(α, λ, r)θ −
α
n 2 δ X
t ∈ Ω r,δ ,
3 θn 2 <t< ∞
e − 4 t t α − r 2 − 1 4 6 c(α, λ, r)θ −
α
n 2 e − n . (16)
Èçîöåíîê (15) è(16)íàõîäèì
W 6 c(α, λ, r)θ
α−r 2 + 1 4
n .
Èçïîñëåäíåãî íåðàâåíñòâà è (14)èìååì
S 21 6 c(α, λ, r)θ α n − r .
(17)Ïåðåéäåì êîöåíêå âåëè÷èíû
S 22 .
Âñèëó(4) è(3)S 22 6 c(α, λ, r)nx r 2 + 1 4 θ
α 2 − 1 n θ −
α
n 2 δ X
t ∈ Ω r,δ ,
4 θn <t< ∞
t r 2 − 1 4 t α − r A α n (t)
t − x = S 22 1 + S 2 22 + S 22 3 ,
ãäå
S 22 i = c(α, λ, r)nx r 2 + 1 4 θ n − 1 δ X
t∈B i
t r 2 − 1 4 t α−r A α n (t)
t − x , i = 1, 2, 3, B 1 =
4 θ n , θ n
2
∩ Ω r,δ , B 2 = θ n
2 , 3θ n 2
∩ Ω r,δ , B 3 = 3θ n
2 , ∞
∩ Ω r,δ .
Èç(3)ïîëó÷àåì
S 22 1 6 c(α, λ, r)x r 2 + 1 4 θ
α 2 − 1 4
n δ X
t ∈ B 1
t r 2 − 1 4 t α − r t − α 2 − 1 4 t − x
6 c(α, λ, r)θ
α 2 − r
2 − 1 n 2
δ
4 θ n
α 2 − r 2 − 3 2
+
θn
Z 2
4 θn
t α 2 − r 2 − 2 3 dt
6 c(α, λ, r)
α
2 − r 2 − 1 2 θ
α 2 − r
2 − 1
n 2 t α 2 − r 2 − 1 2
θn 2
4 θn
6 c(α, λ, r)θ
α 2 − r
2 − 1 n 2
4 θ n
α 2 − r
2 − 1
2
= c(α, λ, r),
(18)S 22 2 6 c(α, λ, r)x r 2 + 1 4 θ − n 1 4 δ X
t∈B 2
t 2 r − 1 4 t α − r h
θ n 1 3 + | t − θ n | i − 1 4
t − x
6 c(α, λ, r)θ α−r− n 7 4
3θn
Z 2
θn 2
h θ n 1 3 + | t − θ n | i − 1 4
dt 6 c(α, λ, r)θ α−r− n 7 4 θ n 3 4 6 c(α, λ, r)θ n α − r − 1 ,
(19)
S 22 3 6 c(α, λ, r)x r 2 + 1 4 δ X
t∈B 3
t r 2 − 1 4 t α−r e − 4 t t − x 6 c(α, λ, r)θ −
r 2 − 1 n 4
∞
Z
3 θn 2 −δ
t α− r 2 − 5 4 e − 4 t dt 6 c(α, λ, r)θ −
r 2 − 1
n 4 e −n . (20)
Ñîáèðàÿîöåíêè (18)(20) , íàõîäèì
S 22 6 c(α, λ, r)(1 + θ α−r−1 n ).
(21)Îöåíèì
S 23:
S 23 6 c(α, λ, r)nθ
α
n 2 x r 2 + 1 4 δ X
t ∈ Ω r,δ ,
4 θn <t< ∞
t r 2 − 4 1 t α − r (t − x)
× e − t 2
m α n+1,N (t − rδ) − m α n − 1,N (t − rδ)
6 S 23 1 + S 23 2 + S 23 3 ,
ãäå
S 23 i = c(α, λ, r)θ
α 2 +1
n x r 2 + 1 4 δ X
t ∈ B i
t α − r 2 − 1 4 (t − x) e − 2 t
m α n+1,N (t − rδ) − m α n − 1,N (t − rδ) .
Âñèëó(4) ïîëó÷àåì
S 23 1 6 c(α, λ, r)θ
α 2 − r 2 + 3 4
n δ X
t ∈ B 1
θ n − 3 4 t α − r 2 − 1 4 t − α 2 + 1 4 t − x
6 c(α, λ, r)θ
α 2 − r n 2
δ
4 θ n
α 2 − r
2 − 1
+
θn 2
Z
4 θn
t α 2 − r 2 −1 dt
6 c(α, λ, r)
2 ln θ n − 3 ln 2, α = r, θ
α 2 − r n 2
h θ n
2
α 2 − r 2
− θ 4 n α 2 − r 2 i
, α 6 = r,
(22)
S 23 2 6 c(α, λ, r)θ
α 2 − r 2 + 3 4
n δ X
t ∈ B 2
θ n − 4 3 t α− r 2 − 1 4 t − α 2 h
θ n 1 3 + | t − θ n | i 1 4 t − x
6 c(α, λ, r)θ α − r −
5
n 4
3θn 2 +δ
Z
θn 2 − δ
[θ
1
n 3 + | t − θ n | ] 1 4 dt 6 c(α, λ, r)θ α − r −
5
n 4 θ
5
n 4 = c(α, λ, r)θ n α − r ,
(23)
S 23 3 6 c(α, λ, r)θ
α 2 − r
2 + 3 4
n δ X
t∈B 3
t α − r 2 − 1 4 e − 4 t t − x 6 c(α, λ, r)θ
α 2 − r
2 + 3 4 n
∞
Z
3 θn 2 −δ
t α − r 2 − 5 4 e − 4 t dt 6 c(α, λ, r)θ
α 2 − r
2 + 3 4
n e − n . (24)
Èçîöåíîê (22) (24) âûâîäèì
S 23 6 c(α, λ, r)
( 2 ln θ n − 3 ln 2, α = r, θ n α − r , α 6 = r.
(25)
Ñîáèðàÿ îöåíêè(17) , (21) è(25) , íàõîäèì
S 2 6 c(α, λ, r)
( ln(n + 1), α = r,
1 + n α − r , α 6 = r.
(26)Èç(12) , (13) è(26)èìååì
l n,r α,N (x) 6 c(α, λ, r)
( ln(n + 1), α = r, 1 + n α − r , α 6 = r.
Òåì ñàìûìîöåíêà (10)äîêàçàíà.
Ïåðåéäåìêäîêàçàòåëüñòâóîöåíêè(11) .Ïóñòü
x ∈ G 2 = 3λ
θ n , θ 2 n
.
Ââåäåìîáîçíà÷åíèÿD 1 =
rδ, x − r x
θ n
∩ Ω r,δ , D 2 =
x −
r x θ n , x +
r x θ n
∩ Ω r,δ , D 3 =
x +
r x θ n , ∞
∩ Ω r,δ .
Òîãäà
l α,N n,r (x) = J 1 + J 2 + J 3 ,
ãäåJ i 6 c(α, r)e − x 2 x r 2 + 1 4 δ X
t ∈ D i
e − t 2 t α− r 2 − 1 4
K n,N α (t − rδ, x − rδ)
, i = 1, 2, 3.
Îöåíèì
J 2 .
Äëÿ ýòîãîçàìåòèì, ÷òî âñèëóíåðàâåíñòâà Êîøè ÁóíÿêîâñêîãîK α
n,N (t − rδ, x − rδ) 6
K α
n,N (t − rδ, t − rδ)
1 2
K α
n,N (x − rδ, x − rδ)
1 2 .
Äàëåå,åñëè
3λ
θ n 6 x 6 θ 2 n
, òîx − q
x θ n > θ λ
n ,êðîìå òîãî,äëÿ t ∈ D 2 ,
èìååì c 1 x 6 t 6 c 2 x.
Òîãäà
J 2 6 c(α, r)x r 2 + 1 4
e − x K α
n,N (x − rδ, x − rδ)
1
2 δ X
t ∈ D 2
t α − r 2 − 1 4
e − t K α
n,N (t − rδ, t − rδ)
1 2 .
Îòäåëüíîîöåíèìâåëè÷èíó
| e − t K α
n,N (t − rδ, t − rδ) |.Èñïîëüçóÿ(1),(3)è(4) ,ïî÷òèäîñëîâ-
íî ïîâòîðÿÿ ðàññóæäåíèÿ äîêàçàòåëüñòâà ëåììû 7.1 èç ðàáîòû [6℄, â êîòîðîé ïîëó÷åíà
îöåíêàÿäðàÊðèñòîåëÿÄàðáóäëÿïîëèíîìîâËàãåððà,ìîæíîäîêàçàòüñëåäóþùåå
óòâåðæäåíèå.
Ëåììà 1. Ïóñòü
α > − 1
,θ n = 4n + 2α + 2
,λ > 1
,t > θ 3
n
. Òîãäà ðàâíîìåðíî
îòíîñèòåëüíî
n
èN
òàêèõ, ÷òî1 6 n 6 λN
, èìååò ìåñòî îöåíêàe −t K n,N α (t − rδ, t − rδ)
6 c(α, λ, r)t −α− 1 2 n 1 2 .
Âåðíåìñÿê îöåíêå âåëè÷èíû
J 2. Âñèëóëåììû 1ìû ìîæåì çàïèñàòü
J 2 6 c(α, λ, r)x r 2 + 1 4 x − α 2 − 1 4 n 1 4 δ X
t ∈ D 2
t α − r 2 − 1 4 t − α 2 − 1 4 n 1 4 6 c(α, λ, r)x r 2 − α 2 n 1 2 δ X
t ∈ D 2
t α 2 − r 2 − 1 2 6 c(α, λ, r)x − 1 2 n 1 2 X
t ∈ D 2
δ 6 c(α, λ, r).
(27)
Ïåðåéäåìêîöåíêåâåëè÷èíû
J 1 .
Ñýòîé öåëüþïðåäñòàâèì ååââèäåJ 1 6 J 11 + J 12 + J 13 ,
ãäå
J 11 6 c(α, r)e − x 2 x r 2 + 1 4 δ X
t ∈ D 1
e − 2 t t α − r 2 − 1 4
m α n,N (x − rδ)m α n,N (t − rδ) ,
J 12 6 c(α, r)ne − x 2 x r 2 + 1 4
m α n+1,N (x − rδ) − m α n − 1,N (x − rδ) δ X
t ∈ D 1
e − t 2 t α − r 2 − 1 4
| t − x |
m α n,N (t − rδ)
,
J 13 6 c(α, r)ne − 2 x 2 + 4 m α n,N (x − rδ) δ
× X
t ∈ D 1
e − 2 t t α− r 2 − 1 4
| t − x |
m α n+1,N (t − rδ) − m α n − 1,N (t − rδ) .
Îöåíèìâåëè÷èíó
J 11 .
Äëÿ ýòîãîçàïèøåì ååâ ñëåäóþùåì âèäå:J 11 6 c(α, r) J 11 1 + J 11 2
,
(28)ãäå(áóäåìñ÷èòàòü,÷òî
J 11 1 = 0
, åñëèrδ > θ λ
n
)
J 11 1 6 c(α, λ, r)x r 2 + 1 4 θ
α 2 − 1 4
n x − α 2 − 1 4 δ X
t ∈ Ω r,δ , rδ6t6 λ
θn
t α − r 2 − 1 4 6 c(α, λ, r)x r 2 − α 2 θ
α 2 − 1 4 n
λ θn +δ
Z
0
t α − r 2 − 1 4 dt
6 c(α, λ, r)
α − 2 r + 3 4 x r 2 − α 2 θ
α 2 − 1 n 4 θ
r 2 − α − 3
n 4 = c(α, λ, r)(xθ n ) r 2 − α 2 θ n − 1 6 c(α, λ, r)θ −
1
n 2 , (29)
J 11 2 6 c(α, λ, r)x r 2 − α 2 θ − n 1 2 δ X
t∈Ω r,δ ,
λ
θn <t6x − √ x θn
t α − r 2 − 1 4 t − α 2 − 1 4 6 c(α, λ, r)x 1 2 θ − n 1 2 .
(30)Èçíåðàâåíñòâ (28) , (29)è (30)èìååì
J 11 6 c(α, λ, r)
"
x θ n
1 2 + θ −
1
n 2
#
.
(31)×òîáûîöåíèòü âåëè÷èíó
J 12 ,
ïðåäñòàâèì åå â âèäåJ 12 = J 12 1 + J 12 2 ,
(32)â êîòîðîì
J 12 1 6 c(α, λ, r)nx r 2 + 1 4 θ −
3
n 4 x − α 2 + 1 4 θ
α
n 2 δ X
t ∈ Ω r,δ , rδ 6 t 6 λ
θn
t r 2 − 1 4 t α − r
x − t 6 c(α, λ, r)θ
α 2 + 1 4
n x r−α 2 + 1 2
× 1
x δ X
t ∈ Ω r,δ , rδ6t6 θn λ
t α − r 2 − 1 4 6 c(α, λ, r) α − r 2 + 3 4 θ
α 2 + 1 4
n x r−α 2 − 1 2 θ −α+
r 2 − 3 4
n = c(α, λ, r) (xθ n ) r−α 2 − 1 2 , (33)
J 12 2 6 c(α, λ, r)nx r−α 2 + 1 2 θ −
3
n 4 θ −
1
n 4 δ X
t ∈ Ω r,δ ,
λ
θn <t 6 x − √ x θn
t r 2 − 1 4 t α 2 − r − 1 4
x − t 6 c(α, λ, r)x r−α 2 + 1 2
×
δ
λ θ n
α−r 2 − 1
2
x − θ λ n +
x − √ x θn +δ
Z
λ θn
t α−r 2 − 1 2 x − t dt
6 c(α, λ, r)
1 − q 1
xθn + x δ
Z
λ xθn
y α−r 2 − 2 1
1 − y dy
6 c(α, λ, r)
1
Z 3
λ xθn
y α−r 2 − 1 2 dy + c(α, λ, r)
1 − q 1
xθn + δ x
Z
1 3
1
1 − y dy 6 c(α, λ, r)
1 + ln p xθ n
.
(34)Èç (32) (34)ïîëó÷àåì
J 12 6 c(α, λ, r)
1 + ln p xθ n
.
(35)Ïîâòîðÿÿ ðàññóæäåíèÿ, êîòîðûå ïðèâåëè íàñ ê îöåíêàì (33) (35), ìîæíî ïîêàçàòü,
÷òî
J 13 6 c(α, λ, r)
1 + ln p xθ n
.
(36)Èç(31) , (35)è (36)èìååì
J 1 6 c(α, λ, r)
1 + ln p xθ n
.
(37)Îöåíèìâåëè÷èíó
J 3. Äëÿ ýòîãîâîñïîëüçóåìñÿ îðìóëîé(2). Òîãäà
J 3 6 c(α, r)(J 31 + J 32 + J 33 ),
(38)ãäå
J 31 = e − x 2 x − r 2 + 1 4 (N x) r
m α n,N (x − rδ)
X
t ∈ D 3
e − 2 t t r 2 − 1 4 (N t) α−r (1 − e −δ ) α+1
m α n,N (t − rδ) ,
J 32 = ne − x 2 x − r 2 + 1 4 (N x) r
m α n+1,N (x − rδ) − m α n−1,N (x − rδ)
× X
t ∈ D 3
e − t 2 t r 2 − 1 4 (N t) α − r
t − x (1 − e − δ ) α+1
m α n,N (t − rδ) ,
J 33 = ne − x 2 x − r 2 + 1 4 (N x) r
m α n,N (x − rδ)
X
t ∈ D 3
e − 2 t t r 2 − 1 4 (N t) α − r t − x
× (1 − e − δ ) α+1
m α n+1,N (t − rδ) − m α n − 1,N (t − rδ) .
Âåëè÷èíó
J 31 ïðåäñòàâèì â âèäå J 31 = J 31 1 + J 31 2 + J 31 3 . Îáðàùàÿñü ê íåðàâåíñòâó (3),
ïîëó÷àåì
J 31 1 6 c(α, λ)x r 2 + 1 4 θ −
1
n 4 x − α 2 − 1 4 δ X
t ∈ Ω r,δ , x+ √ x
θn <t 6 θn
2
t r 2 − 1 4 θ −
1
n 4 t − α 2 − 1 4 t α−r
6 c(α, λ)x r−α 2 θ −
1
n 2
δ
x +
r x θ n
α−r 2 − 1
2
+
θn 2
Z
x+ √ x θn
t α−r 2 − 1 2 dt
6 c(α, λ, r)x r−α 2 θ n − 1 2
"
θ n 2
α−r 2 + 1 2
−
x + r x
θ n
α−r 2 + 1 2 #
6 c(α, λ, r)x r−α 2 θ −
1
n 2 θ
α−r 2 + 1 2
n 6 c(α, λ, r) n x
α−r 2 ,
(39)
J 31 2 6 c(α, λ)x r 2 + 1 4 θ −
1
n 4 x − α 2 − 1 4 δ X
t ∈ Ω r,δ ,
θn 2 <t 6 3θn
2
t 2 − 4 t α−r θ n 2
θ n
θ
1
n 3 + | t − θ n | 1 4 6 c(α, λ) n
x α 2 − r 2
n − 3 4 X
t∈Ω r,δ ,
θn 2 <t6 3 θn 2
δ
θ
1
n 3 + | t − θ n | 1 4
6 c(α, λ) n x
α 2 − r 2
n − 3 4
3θn
Z 2
θn 2
dt
θ
1
n 3 + | t − θ n | 1 4
6 c(α, λ) n x
α 2 − 2 r
,
(40)J 31 3 6 c(α, λ)x r 2 − α 2 θ −
1
n 4 δ X
t∈Ω r,δ , 3θn 2 <t<∞
t r 2 − 1 4 t α − r θ −
α
n 2 e − 4 t
6 c(α, λ)n − 1 4 − α 2 x r 2 − α 2 δ X
t∈ Ω r,δ , 3 θn
2 <t<∞
t α − r 2 − 1 4 e − t 4
6 c(α, λ)n − 1 4 − α 2 x r 2 − α 2
∞
Z
3θn 2 − δ
t α − r 2 − 1 4 e − 4 t dt 6 c(α, λ, r) n x
α 2 − 2 r
.
(41)Èç(39) (41) âûâîäèì
J 31 6 c(α, λ, r) n x
α 2 − r
2 . (42)
Ïåðåéäåì êîöåíêå âåëè÷èíû
J 32, äëÿýòîãî ïðåäñòàâèì ååâ âèäå
J 32 6 J 32 1 + J 32 2 + J 32 3 ,
â êîòîðîì
J 32 1 6 c(α, λ)nx r 2 + 1 4 θ n − 3 4 x − α 2 + 1 4 δ X
t ∈ Ω r,δ , x+ √ x
θn <t 6 θn 2 + √ x θn
t α − r 2 − 1 4 θ n − 1 4 t − α 2 − 1 4 t − x
6 c(α, λ)x r 2 − α 2 + 1 2
θn 2 + √ x
Z θn
x+ √ x θn −δ
t α−r 2 − 1 2 t − x dt
6 c(α, λ)
2x
Z
x+ √ x θn −δ
dt
t − x + c(α, λ)x r 2 − α 2 + 1 2
θn 2 + √ x
Z θn
2x
t α−r 2 − 3 2 dt 6 c(α, λ, r) ln r θ n
x ,
(43)
J 32 2 6 c(α, λ)nx r−α 2 + 1 2 θ −
3
n 4 δ X
t ∈ Ω r,δ ,
θn 2 + √ x
θn <t 6 3θn
2
t α − r 2 − 1 4 θ −
α
n 2
t − x
θ n
θ
1
n 3 + | t − θ n | − 1 4
6 c(α, λ)x r−α 2 + 1 2 θ
α−r 2 − 1 n 4
3θn
Z 2
θn r2 + √ x θn − δ
θ
1
n 3 + | t − θ n | − 1
4 dt
t − x = c(α, λ)x r−α 2 + 1 2 θ
α−r 2 − 1 n 4
×
θ n −θ n 1 3
Z
θn 2 + √ x
θn − δ
θ
1
n 3 − t + θ n − 1
4 dt t − x +
3 θn
Z 2
θ n − θ
1 3 n
θ
1
n 3 + | t − θ n | − 1
4 dt t − x
6 c(α, λ) θ n
x
α−r 2 x θ n
1 2
ln θ n − x
θ n
2 + q
x θ n − x ,
(44)
J 32 3 6 c(α, λ)nx r−α 2 + 1 2 θ n − 3 4 δ X
t∈Ω r,δ ,
3 θn 2 <t<∞
e − t 4 t α − r 2 − 1 4 θ −
α
n 2
t − x
6 c(α, λ)x r−α 2 + 1 2 θ −
α 2 + 1 4
n δ X
t ∈ Ω r,δ ,
3θn 2 <t< ∞
e − 4 t t α − r 2 − 5 4 6 c(α, λ, r)e − 3n 2 .
(45)Èç(43) (45) ïîëó÷àåìîöåíêó
J 32 6 c(α, λ, r)
ln r θ n
x + θ n
x
α−r 2 x θ n
1 2
ln θ n − x
θ n
2 + q
x θ n − x
.
(46)Àíàëîãè÷íîîöåíèìâåëè÷èíó
J 33.ÑýòîéöåëüþïðåäñòàâèìååââèäåJ 33 6 J 33 1 +J 33 2 +J 33 3 ,
ãäå
J 33 1 6 c(α, λ, r)nx r 2 + 1 4 θ −
1
n 4 x − α 2 − 1 4 δ X
t ∈ Ω r,δ , x+ √ x
θn <t6 θn 2 + √ x θn
t r 2 − 1 4 θ −
3
n 4 t − α 2 + 1 4 t α−r t − x
6 c(α, λ, r)x r−α 2 δ X
t ∈ Ω r,δ , x+ √ x
θn <t 6 θn
2 + √ x θn
t α−r 2
t − x 6 c(α, λ, r)
2x
Z
x+ √ x θn − δ
dt t − x
+ c(α, λ, r)x r−α 2
θn 2 + √ x
Z θn
2x−δ
t α−r 2 −1 dt 6 c(α, λ, r)
"
ln p xθ n +
θ n x
α−r 2 # ,
(47)