Аналитической в единичном круге

Лекция 4

Семестр

Произведение Бляшке. Выделение нулей из класса посредством функции Бляшке.

Возможность построения произведения Бляшке,

имеющего те же нули, что и у заданной функции,

Теорема. Пусть функция F(z) регулярна в круге {|z|<1} и zпеё нули в этом круге, |zn| < 1. Предположим, что интегралы

ограничены сверху при r< 1. Тогда

так что произведение

сходится в {|z|<1} и имеет место равенство F[z)=b(z) g(z), где функция g(z) регулярна и не имеет нулей в круге {|z|<1}

Доказательство.

Без ограничения общности можно счи­тать, что F(0)≠0; иначе мы рассмотрели бы функцию F(z)/zk вместо F(z). Тогда если 0<r<1 и не существует точек zn с |zn|=r, то по формуле Йенсена

т, е., по предположению,

где М ие зависит от r. Устремляя r к I, получаем, что для любого фиксированного числа р

Следовательно,

 

Существование произведения Бляшке b(z) доказано ранее. Наконец, определим функцию g(z) в круге {[r]< 1} но формуле g(z)= f(z)/b{z). Вот в всё.

Классы Нр 0 < р < ∞. Факторизация

Определение Если р > 0, то пространство Нр состоит нз функций F(z) аналитических в {|z|< 1}, для которых

(1)

 

Теорема Если р>0, и , то в ζ|<1 имеем

(2)

 

где b(ζ)—функция Бляшке, a в ζ|<1

Доказательство.

Покажем сначала, что интеграл (6.1) есть неубывающая функция от r в 0<r<1. Действительно, при любом фиксированном ρ, 0 <ρ < 1, функция регулярна в и, следовательно, имеет в ζ|<1 представление:

где

bρ(ζ)—функция Бляшке, a в ζ|<1 Функция {hp(ζ)}p регулярна в ; следовательно, из примененной к ней формулы

Пуассона имеем в ζ|<1:

 

Интегрируя это неравенство по Ѳ от 0 до 2π, получаем:

(3)

Но так как в ǀζ|<1 и на ǀζ|=1, то в ǀζ|<1 и на ǀζ|=1, следовательно, имеет место неравенство:

доказанное, таким образом, при любых r и ρ из 0<r<1. Заменяя здесь r на ρ'/ρ, ρ'<ρ, и получим неравенство, доказывающее неубывание интеграла (6.1) в 0<r<1.

Обращаясь теперь к доказательству теоремы, отметим, что в ǀζ|<1 имеет место представление (2) с функцией h(ζ), регулярной и без нулей в ǀζ|<1 . Докажем, что

Пусть верхняя граница интегралов (1) в 0<r<1 равна М.

Обозначив через bn (ζ) произведение n первых множителей в представлении

 

(*)

функции Бляшке b (ζ) и выбирая для заданного ε, 0<ε<1, и фиксированного п такое η>0, чтобы в ǀζ|>1-η было ǀbn (ζ)ǀ > 1- — s, что возможно, при 1 — η <r < 1 имеем:

(4)

Но так как интеграл в (4) есть неубывающая функция от r 0<r<1, то неравенство (4) имеет место и при 0<r<1—η, т. е. во всем промежутке 0<r<1. Фиксируя r и устремляя n k ∞, из (4) получаем при 0<r<1, учитывая еще произвольность ε>0:

Это и доказывает, что и даже более, что верхние границы интегралов (1) для f(ζ) и для h(ζ) в промежутке 0<r<1 будут равны.

Теорема доказана.

 

Следствие. Если , то мы можем найти такие две функции g и h, принадлежащие Н 1 что и не имеющие нулей в {|z|<1}, что

и f=g+h

Замечание. Этот технический результат оказывается часто полезным, так как многие неравенства для функций из Н1 легче доказывать для функций, не имеющих нулей в {|r|<1}.

Доказательство

Пусть В (r)—произведение Бляшке, построенное по нулям функции f(z). Тогда по предыдущей теореме f= BF, где F(z) не имеет нулей в {|z| < 1}, и

Мы получаем требуемый., результат, полагая

поскольку, как непосредственно проверяется (или же следует из строгого принципа максимума), |В(z)\<1 для |z|< 1.

Следствие. Пусть функция , Тогда её можно предста­вить в виде

где В (z) — произведение Бляшке, а функция g принадлежит H1 и не имеет нулей в {|z|<1}.

Доказательство.

Функция f(z) допускает представление f=BF, где функция не имеет нулей в {|z|<1}. Положим g(z) = [F(z)]p для |z|< 1. Тогда функция g(z) одно­значна н регулярна в круге {|z|<1}, поскольку F нигде нём не обращается в нуль.