Замкнутость сумм неограниченных операторов, действующих по разным переменным в пространствах квадратично суммируемых функций нескольких переменных | Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2017. № 45. DOI: 10.17223/19988621/45/3

Замкнутость сумм неограниченных операторов, действующих по разным переменным в пространствах квадратично суммируемых функций нескольких переменных

Доказана замкнутость сумм некоторых неограниченных операторов, действующих по разным переменным в пространствах квадратично суммируемых функций нескольких переменных. Входящие в такие суммы операторы являются генераторами сжимающих С0-полугрупп, и все, кроме, быть может, одного, самосопряжены и имеют чисто точечные спектры. В качестве примера рассмотрены суммы обыкновенных дифференциальных операторов, возникающие в задачах многомерной нестационарной теплопроводности. Исследована гладкость функций, входящих в области определения таких замкнутых операторных сумм.

Closedness of sums of unbounded operators acting on different variables in the spaces of square-integrable functions of .pdf Получены достаточные условия замкнутости сумм некоторых неограниченных операторов в пространствах квадратично суммируемых функций нескольких переменных. А именно: для замкнутости операторных сумм достаточно, чтобы входящие в суммы операторы действовали по разным переменным, являлись генераторами сжимающих С0-полугрупп и все, кроме, быть может, одного, были самосопряжены и имели чисто точечные спектры. То обстоятельство, что сумма генераторов коммутирующих С0-полугрупп сжатий замыкаема, хорошо известно [1, с. 269; 2, с. 88]. Но автору не встречались в литературе примеры совпадающих со своими замыканиями сумм неограниченных генераторов С0-полугрупп сжатий. Замыкание суммы генераторов сжимающих С0-полугрупп, операторы которых коммутируют друг с другом, само является генератором сжимающей С0-полугруппы [2, c. 88]. Генераторы С0-полугрупп используются для постановки задач математической физики в виде краевых задач для дифференциально-операторных уравнений, в которых генератор С0-полугруппы играет роль операторного коэффициента. Условия корректности таких краевых задач определяются на основе областей определения операторных коэффициентов. Поэтому замкнутость операторных сумм, играющих роль операторных коэффициентов, позволяет более просто описать области определения последних. В работах [3, 4] исследовались краевые задачи для двумерных дифференциально-операторных уравнений Д2u(х)=DE u(х) (х=(х1,х2)еП, Д2 ^ +д2х^х2), соответствующие начально-краевым задачам теплопроводности в прямом цилиндре Q х IY (IY = [0, Y]) на временном интервале IT = [0, T] (Y и T - конечные положительные числа). Операторный коэффициент DE является замыканием операторной суммы DE = Dt + Dy в пространстве L'2 = L2 (IY х IT). При этом оператор Dt: (Dt f) (y, t) = dtf (y, t), определен на абсолютно непрерывных по t функциях f (y, t) е L'2, таких, что dtf е L'2 и f |t=0 = 0 при y е IY , а также на эквивалентных им. Оператор Dy: (Dy f) (y, t) = -d2yf (y, t), задан на абсолютно непрерывно дифференцируемых по y функциях f (y, t) е L'2, таких, что д2 f е L'2 и (d yf-X0 f) | y=0 = (dyf + Vf) | y=y = 0 (0 ffl"(q,4)g ( q е D(B) ) (10) при некоторых фиксированных ю',ю" е R = (-да, и хотя бы одному из условий (Ap,p)н е R (p е D(A) ), (Bq,q)G е R (q е D(B) ). (11) Тогда имеет место равенство A + B = A + B . (12) Доказательство. Рассмотрим сначала частный случай, когда ю' = ю'' = 0 . Неравенства (10) при этом принимают вид Re(Ap,р)н > 0 (p е D(A)), Re(Bq,q)G > 0 (q е D(B)). (13) Поскольку выполняется одно из условий (11), то имеют место следующие оценки: || A(f,ев)g ||H 2. В соответствии с [15, с. 246] введем понятие абсолютно непрерывной функции двух переменных: Определение. Функция f (y, t) называется абсолютно непрерывной функцией на множестве IY х IT , если: (i) для любого е > 0 существует 5 > 0 , такое, что если Jk (k = 1, n) - непересекающиеся между собой множества вида J - (y1, y2) х (t1, t2) (0 < y1 < y2 < Y , 0 < t1 < t2 < T), сумма площадей которых меньше 5, то выполнено неравенство \L L f (Jk ^

Ключевые слова

замкнутый линейный оператор, сумма операторов, генератор С0-полугруппы, область определения оператора, closed linear operator, sum of operators, generator of C0-semigroup, domain of definition of operator

Авторы

ФИООрганизацияДополнительноE-mail
Иванов Дмитрий ЮрьевичМосковская государственная академия водного транспортакандидат физико-математических наук, доцент, доцент кафедры естественнонаучных и математических дисциплинivanovdyu@yandex.ru
Всего: 1

Ссылки

Рид М., Саймон Б. Методы современной математической физики. Т. 2. Гармонический анализ. Самосопряженность. М.: Мир, 1978. 400 с.
Клемент Ф., Хейманс Х., Ангенент С., Дуйн К., Пахтер Б. Однопараметрические уравнения. Абстрактные дифференциальные уравнения с приложениями. М.: Мир, 1992. 351 с.
Иванов Д.Ю. Решение двумерных краевых задач, соответствующих начально-краевым задачам диффузии на прямом цилиндре // Дифференц. уравнения. 2010. Т. 46. № 8. С. 1094-1103.
Иванов Д.Ю. Использование векторных потенциалов для решения двумерной задачи Робена. описывающей теплопроводность в прямом цилиндре // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2016. № 3. С. 8-14.
Иванов Д.Ю. Экономичный метод вычисления операторов. разрешающих некоторые задачи теплопроводности в прямых цилиндрах // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2014. № 9. С. 16-32.
Иванов Д.Ю. Вычисление операторов. разрешающих задачи теплопроводности в прямых цилиндрах. с использованием полугрупповой симметрии // Известия Московского государственного технического университета МАМИ. 2014. Т. 4. № 4(22). С. 26-38.
Иванов Д.Ю. Устойчивая разрешимость в пространствах дифференцируемых функций некоторых двумерных интегральных уравнений теплопроводности с операторно-полугрупповым ядром // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2015. № 6(38). С. 33-45.
Рид М., Саймон Б. Методы современной математической физики. Т. 1. Функциональный анализ. М.: Мир. 1977. 360 с.
Лянце В.Э., Сторож О.Г. Методы теории неограниченных операторов. Киев: Наукова думка. 1982. 210 с.
Рид М., Саймон Б. Методы современной математической физики. Т. 4. Анализ операторов. М.: Мир. 1982. 428 с.
Крейн С.Г. Линейные дифференциальные уравнения в банаховом пространстве. М.: Наука. 1967. 464 с.
Като Т. Теория возмущений линейных операторов. М.: Мир. 1972. 740 с.
Будак Б.М., Самарский А.А., Тихонов А.Н. Сборник задач по математической физике. М.: Наука. 1979. 685 с.
Виленкин Н.Я., Горин Е.А., Костюченко А.Г., Красносельский М.А., Крейн С.Г. и др. Функциональный анализ. Серия: Справочная математическая библиотека / под ред. С.Г. Крейна. М.: Наука. 1964. 425 с.
Смирнов В.И. Курс высшей математики. Т. 5. М.: ГИФМЛ. 1959. 655 с.
Колмогоров А.Н., Фомин С.В. Элементы теории функций и функционального анализа. М.: Наука. 1976. 543 с.
 Замкнутость сумм неограниченных операторов, действующих по разным переменным в пространствах квадратично суммируемых функций нескольких переменных | Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2017. № 45. DOI: 10.17223/19988621/45/3

Замкнутость сумм неограниченных операторов, действующих по разным переменным в пространствах квадратично суммируемых функций нескольких переменных | Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2017. № 45. DOI: 10.17223/19988621/45/3