एकल इंटीग्रल

गणित में, एकवचन अभिन्न हार्मोनिक विश्लेषण के लिए केंद्रीय होते हैं, और आंशिक अंतर समीकरणों के अध्ययन से घनिष्ठ रूप से जुड़े हुए होते हैं। सामान्यतः एकवचन अभिन्न प्राकृतिक संकारक होते है I

$T(f)(x)=\int K(x,y)f(y)\,dy,$

जिसका कर्नेल कार्य K : Rⁿ×Rⁿ → R विकर्ण x = y के साथ गणितीय विलक्षणता है। विशेष रूप से, विलक्षणता ऐसी है कि |K(x, y)| आकार का है |x − y|⁻ⁿ असमान रूप से |x − y| के रूप में → 0. चूंकि इस तरह के इंटीग्रल सामान्य रूप से पूरी तरह से इंटेग्रेबल नहीं हो सकते हैं, इसलिए एक कठोर परिभाषा को उन्हें |y − x| पर इंटीग्रल की सीमा के रूप में परिभाषित करना चाहिए। > ε ε → 0 के रूप में, लेकिन व्यवहार में यह एक तकनीकी है। आम तौर पर एल पर उनकी बाध्यता जैसे परिणाम प्राप्त करने के लिए आगे की धारणाओं की आवश्यकता होती है^पी('आर'^एन).

हिल्बर्ट ट्रांसफॉर्म

Main article: Hilbert transform

मूलप्ररूपी एकवचन अभिन्न संचालिका हिल्बर्ट रूपांतरण एच है। यह 'R' में x के लिए कर्नेल K(x) = 1/(πx) के विरुद्ध कनवल्शन द्वारा दिया गया है। ज्यादा ठीक,

$H(f)(x)={\frac {1}{\pi }}\lim _{\varepsilon \to 0}\int _{|x-y|>\varepsilon }{\frac {1}{x-y}}f(y)\,dy.$

इनमें से सबसे सीधा उच्च आयाम एनालॉग्स रिज्ज़ ट्रांसफॉर्म हैं, जो K(x) = 1/x को प्रतिस्थापित करते हैं

$K_{i}(x)={\frac {x_{i}}{|x|^{n+1}}}$

जहां मैं = 1, …, एन और $x_{i}$ 'R' में x का i-वाँ घटक है^एन. ये सभी ऑपरेटर L पर बंधे हैं^p और कमजोर-प्रकार (1, 1) अनुमानों को संतुष्ट करें।

कनवल्शन टाइप का एकवचन इंटीग्रल

Main article: Singular integral operators of convolution type

कनवल्शन टाइप का एक सिंगुलर इंटीग्रल एक ऑपरेटर T है जिसे कर्नेल K के साथ कनवल्शन द्वारा परिभाषित किया गया है जो कि 'R' पर स्थानीय रूप स्थानीय रूप से एकीकृत समारोह है।ⁿ\{0}, इस अर्थ में कि

$T(f)(x)=\lim _{\varepsilon \to 0}\int _{|y-x|>\varepsilon }K(x-y)f(y)\,dy.$

(1)

मान लीजिए कि कर्नेल संतुष्ट करता है:

1. K के फूरियर रूपांतरण पर आकार की स्थिति

   ${\hat {K}}\in L^{\infty }(\mathbf {R} ^{n})$

2. चिकनाई की स्थिति: कुछ C > 0 के लिए,

   $\sup _{y\neq 0}\int _{|x|>2|y|}|K(x-y)-K(x)|\,dx\leq C.$

तब यह दिखाया जा सकता है कि T, L पर परिबद्ध है^पी('आर'ⁿ) और कमजोर-प्रकार (1, 1) अनुमान को संतुष्ट करता है।

संपत्ति 1. यह सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक है कि कनवल्शन (1) वितरण के साथ (गणित) # टेम्पर्ड वितरण और फूरियर ट्रांसफॉर्म पी.वी. K कॉची प्रिंसिपल वैल्यू द्वारा दिया गया

$\operatorname {p.v.} \,\,K[\phi ]=\lim _{\epsilon \to 0^{+}}\int _{|x|>\epsilon }\phi (x)K(x)\,dx$

एल पर एक अच्छी तरह से परिभाषित फूरियर गुणक है^{2</उप>। गुणों में से कोई भी 1. या 2. आवश्यक रूप से सत्यापित करना आसान नहीं है, और विभिन्न प्रकार की पर्याप्त शर्तें मौजूद हैं। आम तौर पर अनुप्रयोगों में, रद्द करने की स्थिति भी होती है}

$\int _{R_{1}<|x|<R_{2}}K(x)\,dx=0,\ \forall R_{1},R_{2}>0$

जिसे चेक करना काफी आसान है। यह स्वचालित है, उदाहरण के लिए, यदि K एक विषम फलन है। यदि, इसके अलावा, कोई 2. और निम्न आकार की स्थिति मानता है

$\sup _{R>0}\int _{R<|x|<2R}|K(x)|\,dx\leq C,$

तो यह दिखाया जा सकता है कि 1. अनुसरण करता है।

चिकनाई की स्थिति 2. सिद्धांत रूप में जांचना भी अक्सर मुश्किल होता है, कर्नेल K की निम्नलिखित पर्याप्त स्थिति का उपयोग किया जा सकता है:

• $K\in C^{1}(\mathbf {R} ^{n}\setminus \{0\})$
• $|\nabla K(x)|\leq {\frac {C}{|x|^{n+1}}}$

ध्यान दें कि ये शर्तें हिल्बर्ट और रिज़ ट्रांसफ़ॉर्म के लिए पूरी होती हैं, इसलिए यह परिणाम उन परिणामों का विस्तार है।

== गैर-संकल्प प्रकार == के एकवचन अभिन्न

ये और भी सामान्य ऑपरेटर हैं। हालांकि, चूंकि हमारी धारणाएं इतनी कमजोर हैं, इसलिए यह जरूरी नहीं है कि ये ऑपरेटर एल पर बंधे हों^{पी</सुप>.}

काल्डेरन-ज़िगमंड गुठली

एक समारोह K : Rⁿ×Rⁿ → R को अल्बर्टो काल्डेरन | काल्डेरोन-एंटोनी ज़िगमंड कर्नेल कहा जाता है यदि यह कुछ स्थिरांक C > 0 और δ > के लिए निम्नलिखित शर्तों को पूरा करता है<ओल प्रकार = ए> <ली>

$|K(x,y)|\leq {\frac {C}{|x-y|^{n}}}$

</ली> <ली>

$|K(x,y)-K(x',y)|\leq {\frac {C|x-x'|^{\delta }}{{\bigl (}|x-y|+|x'-y|{\bigr )}^{n+\delta }}}{\text{ whenever }}|x-x'|\leq {\frac {1}{2}}\max {\bigl (}|x-y|,|x'-y|{\bigr )}$

</ली> <ली>

$|K(x,y)-K(x,y')|\leq {\frac {C|y-y'|^{\delta }}{{\bigl (}|x-y|+|x-y'|{\bigr )}^{n+\delta }}}{\text{ whenever }}|y-y'|\leq {\frac {1}{2}}\max {\bigl (}|x-y'|,|x-y|{\bigr )}$

</ली> </ अल>

गैर-संक्रमण प्रकार के एकवचन अभिन्न

T को Calderón–Zygmund Kernel K से संबंधित गैर-कनवल्शन प्रकार का एकवचन इंटीग्रल ऑपरेटर कहा जाता है यदि

$\int g(x)T(f)(x)\,dx=\iint g(x)K(x,y)f(y)\,dy\,dx,$

जब भी f और g चिकने होते हैं और उनका समर्थन अलग होता है।ऐसे ऑपरेटरों को एल पर बाध्य होने की आवश्यकता नहीं है^{पी</सुप>}

काल्डेरन-ज़िगमंड ऑपरेटर्स

एक Calderón-Zygmund कर्नेल K से जुड़े गैर-संक्रमण प्रकार T का एक विलक्षण अभिन्न अंग एक Calderón-Zygmund ऑपरेटर कहलाता है जब यह L पर घिरा होता है।², यानी एक C > 0 ऐसा है

$\|T(f)\|_{L^{2}}\leq C\|f\|_{L^{2}},$

सभी सुचारू रूप से समर्थित ƒ के लिए।

यह साबित किया जा सकता है कि ऐसे ऑपरेटर वास्तव में सभी एल पर भी बंधे हुए हैं^p 1 < p < ∞ के साथ।

टी (बी) प्रमेय

टी (बी) प्रमेय एक एकल इंटीग्रल ऑपरेटर के लिए काल्डेरॉन-ज़िग्मंड ऑपरेटर होने के लिए पर्याप्त शर्तें प्रदान करता है, जो कि एल पर बंधे होने के लिए काल्डेरॉन-ज़िग्मंड कर्नेल से जुड़े एकवचन इंटीग्रल ऑपरेटर के लिए है।^{2</उप>। परिणाम बताने के लिए हमें पहले कुछ शब्दों को परिभाषित करना होगा।}

सामान्यीकृत टक्कर 'R' पर एक सहज कार्य φ हैⁿ त्रिज्या 10 की एक गेंद में समर्थित है और मूल बिंदु पर केंद्रित है जैसे कि |∂^α φ(x)| ≤ 1, सभी बहु-सूचकांकों के लिए |α| ≤ n + 2. τ द्वारा निरूपित करें^x(φ)(y) = φ(y - x) और φ_r(एक्स) = आर⁻ⁿφ(x/r) 'R' में सभी x के लिएⁿ और r > 0। एक ऑपरेटर को कमजोर रूप से बाध्य कहा जाता है यदि एक स्थिर सी ऐसा है कि

$\left|\int T{\bigl (}\tau ^{x}(\varphi _{r}){\bigr )}(y)\tau ^{x}(\psi _{r})(y)\,dy\right|\leq Cr^{-n}$

सभी सामान्यीकृत धक्कों के लिए φ और ψ। किसी फ़ंक्शन को अभिवृद्धि कहा जाता है यदि कोई स्थिरांक c > 0 ऐसा हो कि 'R' में सभी x के लिए Re(b)(x) ≥ c हो। एम द्वारा निरूपित करें_b एक फ़ंक्शन बी द्वारा गुणन द्वारा दिया गया संकारक।

टी (बी) प्रमेय में कहा गया है कि एक काल्डेरन-ज़िग्मंड कर्नेल से जुड़ा एक विलक्षण अभिन्न संचालिका टी एल पर बंधा हुआ है² यदि यह कुछ परिबद्ध अभिवृद्धि कार्यों के लिए निम्नलिखित तीन शर्तों को पूरा करता है b₁ और बी₂: <ओल प्रकार = ए> <ली>$M_{b_{2}}TM_{b_{1}}$ कमजोर रूप से घिरा हुआ है; <ली>$T(b_{1})$ परिबद्ध माध्य दोलन में है; <ली>$T^{t}(b_{2}),$ परिबद्ध माध्य दोलन में है, जहाँ T^t T का ट्रांसपोज़ ऑपरेटर है। </ओल>

यह भी देखें

• बंद घटता पर एकवचन अभिन्न ऑपरेटर

संदर्भ

• Calderon, A. P.; Zygmund, A. (1952), "On the existence of certain singular integrals", Acta Mathematica, 88 (1): 85–139, doi:10.1007/BF02392130, ISSN 0001-5962, MR 0052553, Zbl 0047.10201.
• Calderon, A. P.; Zygmund, A. (1956), "On singular integrals", American Journal of Mathematics, The Johns Hopkins University Press, 78 (2): 289–309, doi:10.2307/2372517, ISSN 0002-9327, JSTOR 2372517, MR 0084633, Zbl 0072.11501.
• Coifman, Ronald; Meyer, Yves (1997), Wavelets: Calderón-Zygmund and multilinear operators, Cambridge Studies in Advanced Mathematics, vol. 48, Cambridge University Press, pp. xx+315, ISBN 0-521-42001-6, MR 1456993, Zbl 0916.42023.
• Mikhlin, Solomon G. (1948), "Singular integral equations", UMN, 3 (25): 29–112, MR 0027429 (in Russian).
• Mikhlin, Solomon G. (1965), Multidimensional singular integrals and integral equations, International Series of Monographs in Pure and Applied Mathematics, vol. 83, Oxford–London–Edinburgh–New York City–Paris–Frankfurt: Pergamon Press, pp. XII+255, MR 0185399, Zbl 0129.07701.
• Mikhlin, Solomon G.; Prössdorf, Siegfried (1986), Singular Integral Operators, Berlin–Heidelberg–New York City: Springer Verlag, p. 528, ISBN 0-387-15967-3, MR 0867687, Zbl 0612.47024, (European edition: ISBN 3-540-15967-3).
• Stein, Elias (1970), Singular integrals and differentiability properties of functions, Princeton Mathematical Series, vol. 30, Princeton, NJ: Princeton University Press, pp. XIV+287, ISBN 0-691-08079-8, MR 0290095, Zbl 0207.13501

बाहरी संबंध

• Stein, Elias M. (October 1998). "Singular Integrals: The Roles of Calderón and Zygmund" (PDF). Notices of the American Mathematical Society. 45 (9): 1130–1140.