崇禎曆書

[拼音]:BMO kongjian

[英文]:BMO space

有界平均振動空間的簡稱。這是 1961年由 ƒ.約翰和L.尼倫伯格在研究橢圓型偏微分方程的解時所引進的一類函式空間。 它包含著空間L∞(

R

n),又是哈代空間H1(

R

n)的對偶空間 (見<

H

p 空間)。設ƒ(x)為定義於

R

n上的區域性可積函式,

Q

R

n中邊平行座標軸的任一立方體,│

Q

│為其體積,ƒ(x)同ƒ(x)在

Q

上的平均值

的偏差用│ƒ(x)-ƒQ│表示, 它在

Q

上的平均值

,叫做ƒ(x)在

Q

上的平均振幅。如果ƒ(x)滿足條件

就稱ƒ(x)具有有界的平均振幅,並記作ƒ∈BMO。由上述定義看出,任一

R

n上的有界可測函式必具有有界的平均振幅,但反之不一定成立。例如,log|x|屬於BMO空間,但它不屬於L∞,這說明 BMO空間和L∞有嚴格的包含關係

BMO空間與巴拿赫空間

對任一ƒ∈BMO,如定義

,可以證明

為一準範數。事實上,

當且僅當ƒ(x)為一常數。因此,當BMO空間中的兩個函式ƒ1和ƒ2相差一常數時,規定這兩個函式是等同的,在這個規定之下,

便成為範數,而且BMO空間為一巴拿赫空間。

約翰-尼倫伯格不等式

由 BMO空間的定義容易驗證:如果存在兩正常數A和α,使得對於一切的立方體

Q

均滿足

式中左邊為勒貝格測度,那麼ƒ∈BMO。約翰和尼倫伯格指出上述不等式本質上可以用來刻畫BMO空間的特徵。這就是存在著兩正常數A和α,使得對於任一ƒ∈BMO,立方體

,以及α>0,成立不等式

費弗曼-施坦分解

另一個涉及BMO空間構造特徵是由 C.L.費弗曼和 E.M.施坦給出的:ƒ∈BMO當且僅當ƒ=u+堝,此處u,υ∈L∞,堝為υ的希爾伯特變換。這個事實表明,判斷一個函式是否屬於BMO空間,可以純粹用調和分析的語言來表述與刻畫。因此,這個事實也就成為揭示BMO空間和調和分析之間內在關係的紐帶,並且這方面的進一步研究成為當代調和分析的重要研究課題之一。

費弗曼-施坦定理

關於BMO空間的研究,特別要提出費弗曼和施坦的下述結果:哈代空間H1(

R

n)的對偶空間為BMO空間,記作

。可以說,由於這個事實的發現,BMO空間便成為調和分析的重要角色。

應用

由於BMO空間是H1的對偶空間,因此許多涉及H1的問題通過這個對偶關係可以用 BMO空間的性質去處理,於是BMO空間就成為研究 H1許多問題的一個新工具。例如,研究運算元

T

從H1到L1的有界性,要建立不等式

(*)由

以及關係式

可知:

於是,為使關係式(*)成立,只須證明

這就把研究運算元從H1到L1的有界性問題轉化為研究其共軛運算元慘從L∞到BMO空間的有界性問題了。另一個應用是,BMO空間在許多調和分析問題的研究中,可以成為空間L∞的合適代替。例如,傅立葉分析中的許多古典的運算元

T

具有從Lp到Lp的有界性(1<p<∞),也就是說不等式

成立。但當p=∞時,結論卻不成立。其原因是由於當ƒ∈L∞時,經過運算元

T

作用後的像

T

ƒ不一定在L∞內。包含關係

使人們想到,映像

T

ƒ雖不在L∞內,但有可能在BMO空間內,如果這是正確的話,說明運算元

T

有可能具有從L∞到BMO空間的有界性。例如希爾伯特變換H雖不滿足

但成立著

。因此,當運算元

T

並不具有從L∞到L∞的有界性時,可以考慮

T

是否具有從L∞到BMO空間的有界性。在這種意義下,BMO空間起到了代替L∞的作用。