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近年来,关于微分方程的研究已经引起了广泛的关注(参见文献[1-2]).其中一个分支是关于复线性微分方程
解的性质的研究,主要关注的是方程(1)的解的增长性,其中Aj∈
$ \mathscr{H} $ (D)(j=0,1,…,k),$\mathscr{ H} $ (D)={f:f在D上是解析的},D={z∈$ \mathbb{C} $ :|z|<1}.通过Nevanlinna理论,文献[3-4]得到了一些关于解的快速增长的结果.文献[5-7]得到了一些关于解的慢速增长结果.文献[8-9]研究了非线性复微分方程解的增长性质,其中Aj∈
$ \mathscr{H} $ (D)(j=0,1,…,k),给出了方程(2)的所有解析解属于给定空间(例如Qk空间、Hardy空间等)的一些充分条件.在研究方程(1)的解的慢速增长性中,常用Herold比较定理[10]和一些其它基于Carleson测度的方法[7].本文与以上方法不同,主要基于直接的积分估计.文献[11]给出了一些使得方程(1)的所有解和它们的导数属于Hω∞空间的充分条件,其中
ω是一个权重函数,满足ω:D→(0,∞)是有界可测的.如果对于所有的z∈D,有ω(z)=ω(|z|),则称ω是径向的.若对于所有的p∈(0,∞),有ω(z)=(1-|z|)p,则Hω∞=Hp∞.令
其中
$ \mathbb{N} $ 为自然数集,$ {{\omega }_{a}}(z)={{\left( \text{log}\left( \frac{\text{e}}{1-\left| z \right|} \right) \right)}^{-1}}, {{\omega }_{b}}(z)=1-\left| z \right| $ .在本文中,总假设径向权重ω:D→(0,∞)满足下面两个条件:
(f1)存在M=M(ω)∈(0,∞),使得
(f2)存在常数ε∈(0,∞),m=m(ω,ε)∈(0,∞),使得
由(3)式知,存在Mj=Mj(ω,j)∈(0,M]和M0=M0(ω)∈(0,∞),使得
和
为方便描述,特作以下记号:
j=0时,
记号中的ω,ωa,ωb,ωp,
$ \dot{\omega } $ h(1,2),n(k,j),$ \widetilde{\omega } $ h(1,2),n(k,j)均为径向权重,其中n0=1,nj≥1(j=1,2,…,k),nj≤nk(j=1,2,…,k-1).值得注意的是,若方程(2)是线性的,即nk=nj=1(j=0,…,k),则类似Hω∞的定义,我们定义如下函数空间:
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引理 1[12] 设n=1,2,…,N,an≥0,则:
引理 2[11] 设ω:Δ→(0,∞)是一个径向权重且满足(3)式,则对于f∈
$ \mathscr{H} $ (D)有其中C∈[0,∞)为不依赖于z的常数,
$ {Q_k} = \mathop {\mathop \prod \limits^k }\limits_{j = 1} {\mkern 1mu} {M_j} $ ,Mj为(5)式所定义.引理 3[11] 设ω:D→(0,∞)是一个径向权重,且存在常数ε∈(0,∞),m=m(ω,ε)∈(0,∞)满足(4)式,则对于f∈
$ \mathscr{H} $ (D)有其中
$ \rho =\rho (\varepsilon , \left| z \right|)=\frac{1+\varepsilon \left| z \right|}{1+\varepsilon } $ ,C≥0为不依赖于z的常数.定义如下扩张函数:设f∈
$ \mathscr{H} $ (D),令fr(z)=f(rz),其中z∈D,r∈[0,1).引理 4[11] 设ω:D→(0,∞)是一个径向权重,且存在常数ε∈(0,∞),m=m(ω,ε)∈(0,∞)满足(4)式.如果
$\underset{r\in \left[ 0, 1 \right)}{\mathop{\text{sup}}}\, {{\left\| {{f}_{r}} \right\|}_{H_{\omega }^{\infty }}}<\infty $ ,则f∈Hω∞且$ {{\left\| {{f}_{r}} \right\|}_{H_{\omega }^{\infty }}}=\underset{r\in \left[ 0, \text{ }1 \right)}{\mathop{\text{sup}}}\, {{\left\| {{f}_{r}} \right\|}_{H_{\omega }^{\infty }}} $ .引理 5 设径向权重ω(z)=ωah1(z)ωbh2(z),则ω(z)满足(3)式和(4)式.
证 设s∈[0,1),h1,h2∈
$ \mathbb{N} $ ,则由:得
做辅助函数F(s)=(log(1-s))h1(1-s)-h2,则
两边求积分,得
两边同乘-(log(1-r))-h1(1-r)h2,得
重复以上过程h1次,得
由(7)式得
于是径向权重ω满足(3)式和(4)式.
本文的主要目的是研究方程(2)的解析解,以及它们的导数属于空间Hω∞时系数需要满足的条件,主要证明了下面的结果:
定理 1 设径向权重ω在单位圆区域D上满足(3)式和(4)式.如果
$ {{A}_{j}}\in H_{{{{\dot{\omega }}}_{h\left( 1, 2 \right), n\left( k, j \right)}}}^{\infty }\left( j=0, 1, \cdots , k \right)$ ,且其中
$ {Q_k} = \mathop {\mathop \prod \limits^k }\limits_{j = 1} {\mkern 1mu} {M_j} $ ,Mj为(5)式所定义,m和ε为(4)式所定义,则方程(2)的所有解析解属于Hω∞.定理 2 设径向权重ω在单位圆区域D上满足(3)式和(4)式.如果
${{A}_{j}}\in H_{{{\widetilde{\omega }}_{n, k, j}}}^{\infty }\left( j=0, 1, \cdots , k \right) $ ,且其中
$ {Q_k} = \mathop {\mathop \prod \limits^k }\limits_{j = 1} {\mkern 1mu} {M_j}$ ,Mj为(5)式所定义,m和ε为(4)式所定义,则方程(2)的每个解析解的导数属于Hω∞.
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定理1的证明 设f是方程(2)的解析解,则
其中Bj(z)=Bj(z,r)=rknk-jnjAj(r z),r∈[0,1).由引理5知,ω满足(3)式和(4)式.再由(8)式和引理2,有
运用引理1,有
再运用引理3,得
其中Cj,Ct1∈(0,∞)为不依赖于z的常数(j=1,…,k-1).若‖fr‖Hω∞≤1,则结论显然成立.因此设‖fr‖Hω∞>1,由(9)式得
故
由引理4有f∈Hω∞.
定理2的证明 设f是方程(2)的解析解,由
得
运用引理2把f和k分别替换成f′和k-1,则有
由引理5,ω满足(3)式和(4)式,结合引理1、引理3、(8),(10)和(11)式,得
其中
$ {{C}_{{{t}_{21}}}}=\left\| {{B}_{0}}\left( \xi \right) \right\|_{H_{{{\widetilde{\omega }}_{h\left( 1, 2 \right), n\left( k, 0 \right)}}}^{\infty }}^{\frac{1}{{{n}_{k}}}}{{\left| f\left( 0 \right) \right|}^{\frac{1}{{{n}_{k}}}}}\omega {{\left( \xi \right)}^{\frac{1}{{{n}_{k}}}}}, {{C}_{j}}, {{C}_{{{t}_{2}}}}\in \left( 0, \infty \right) $ 为不依赖于z的常数,j=0,…,k-1.若‖fr′‖Hω∞≤1,则结论显然成立.因此设‖fr′‖Hω∞>1,由(12)式得故
由引理4有f′∈Hω∞.