Taikov 情形下有限区间上的 Landau-Kolmogorov 问题
偏微分方程分析
2021-07-06 v1 经典分析与常微分方程
泛函分析
摘要
我们在区间 I = [ − 1 , 1 ] \mathbb{I} = [-1,1] I = [ − 1 , 1 ] 上求解逐点 Landau-Kolmogorov 问题,即在约束 ∥ f ∥ 2 ⩽ δ \|f\|_2 \leqslant \delta ∥ f ∥ 2 ⩽ δ 与 ∥ f ( r ) ∥ 2 ⩽ 1 \left\|f^{(r)}\right\|_2\leqslant 1 f ( r ) 2 ⩽ 1 下求 ∣ f ( k ) ( t ) ∣ → sup \left|f^{(k)}(t)\right|\to\sup f ( k ) ( t ) → sup ,其中 t ∈ I t\in\mathbb{I} t ∈ I 与 δ > 0 \delta > 0 δ > 0 固定。对于 r = 1 r = 1 r = 1 和 r = 2 r = 2 r = 2 ,我们通过证明 Karlin 型猜想 sup t ∈ I ∣ f ( k ) ( t ) ∣ = ∣ f ( k ) ( − 1 ) ∣ \sup\limits_{t\in \mathbb{I}}\left|f^{(k)}(t)\right| = \left|f^{(k)}(-1)\right| t ∈ I sup f ( k ) ( t ) = f ( k ) ( − 1 ) (在上述约束下)来求解区间 I \mathbb{I} I 上 Taikov 情形下的均匀版 Landau-Kolmogorov 问题。证明依赖于分析高阶 Sturm-Liouville 方程 ( − 1 ) r u ( 2 r ) + λ u = − λ f (-1)^ru^{(2r)} + \lambda u = -\lambda f ( − 1 ) r u ( 2 r ) + λ u = − λ f (边界条件为 u ( s ) ( − 1 ) = u ( s ) ( 1 ) = 0 u^{(s)}(-1) = u^{(s)}(1) = 0 u ( s ) ( − 1 ) = u ( s ) ( 1 ) = 0 ,s = 0 , 1 , … , r − 1 s = 0,1,\ldots,r-1 s = 0 , 1 , … , r − 1 )的解的范数对非负参数 λ \lambda λ 的依赖关系,其中 f f f 为某分段多项式函数。此外,我们对 k ∈ { r − 2 , r − 1 } k \in \{r-2, r-1\} k ∈ { r − 2 , r − 1 } 找到了尖锐不等式 ∥ f ( k ) ∥ ∞ ⩽ A ∥ f ∥ 2 + B ∥ f ( r ) ∥ 2 \left\|f^{(k)}\right\|_\infty \leqslant A\|f\|_2 + B\left\|f^{(r)}\right\|_2 f ( k ) ∞ ⩽ A ∥ f ∥ 2 + B f ( r ) 2 ,其中常数 A > 0 A > 0 A > 0 尽可能小,常数 B = B ( A ) B = B(A) B = B ( A ) 也尽可能小。
引用
@article{arxiv.2107.01698,
title = {The Landau-Kolmogorov Problem on a Finite Interval in the Taikov Case},
author = {Dmytro Skorokhodov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.01698},
year = {2021}
}