Rademacher级数及其水平集的Hausdorff维数

来源 :华中师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ZYONGF
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
Weierstrass函数是经典的分形函数,最初由Weierstrass所构造,后经Hardy改进.1977年Mandelbrot指出此函数图像具有分形性质,证明其Hausdorff维数严格大于1,并精确给出Box维数,这导致了著名猜想:Weierstrass函数图像的Hausdorff维数是否与其Box维数相等.这个猜想引起人们对此函数的研究热情.鉴于猜想的困难性,人们想通过研究变形的Weierstrass函数来解决猜想.本论文研究Weierstrass函数的一种主要变形:将Weierstrass函数中余弦函数替换为Rademacher函数R(x)=sgn(sin2πx)而得到如下形式的Rademacher级数∑n≥0anR(2n-1x).在对Rademacher级数水平集Ea={x∈[0,1]:∑∞n=1anR(2n-1x)=a}的研究中,富有代表性的是Beyer、吴军、吴敏和奚李峰等人的工作,这里{an}是R上的序列且满足如下条件(H){an}(∈)(e)1,an→0(n→∞).(H)他们刻画了Ea的Hausdorff维数,证明了在条件(H)下其值为1,其中Beyer附加序列{an}属于(e)2,吴军将此条件减弱为序列{an}满足{an-an+1}属于(e)1,奚李峰去掉了吴军的条件,而吴敏讨论了复值Radcmacher级数的水平集的维数.  当研究多个水平集交集时,可以将其转化为研究系数序列为向量列的Rademacher级数.即{an=(an(1),an(2),…,an(d))}.即使所有的分量列均满足条件(H),此级数的值域未必等于全空间,这是一个全新的问题.因此在讨论水平集交集的维数前,首先需要确定Rademacher级数值域R({an})的范围.  本文首先对二维复平面的情形进行了详细讨论.研究复系数Radcmachcr级数值域性质的困难点主要有两个:一是如何确保Rademacher级数的收敛性,即如何根据序列{cn=(an,bn)=an+ibn}自身的性质挑选合适的实数x,使所对应的级数收敛;二是如何证明Rademacher级数的值域具有非空内部,即含有内点.这里利用联合技巧(引理3.7)和Moran迭代系统来解决这两个困难.我们得到如下稠密性定理.  定理A设复序列{cn}∞n=1不可和,则值域R({cn})在复平面稠密当且仅当{cn}∞n=1是线性不可和的,即对任意满足α+iβ≠0的实数,序列{αan+βbn}∞n=1为不可和序列.  令我们感到吃惊的是,存在例子(例5.3),它说明值域R({cn})仅在复平面稠密但不等于复平面.为确定值域R({cn})填满全平面,我们定义了比率:若存在不可和子列{cnk}∞k=1使得limk→∞ank/bnk=t,则称t为复序列{cn}∞n=1的比率.利用比率,我们得到如下值域填满全平面的定理.  定理B设复序列{cn}∞n=1不可和.若它有两个不同比率,则值域R({cn})等于复平面.  在Rademacher级数的值域等于复平面的基础上,我们利用Beurling密度的技巧得到如下有关水平集维数的结论.  定理C设复序列{cn}∞n=1是线性不可和的,则对任意ε>0,c∈C,有dimH{x∈[0,1):∑∞n=1cnR(2n-1x)∈B(c,ε)}=1.若它有两个不同的比率,则对任意c∈C,有dimHEc=1.  其次,本文研究高维(系数维数大于2)的情形.此时复平面上用于证明级数收敛性的关键引理3.7在高维情形下已不再成立,我们采用向量序列面罩思想克服了这个困难,证明定理A在高维情形也成立.此外,使用重组序列的技巧解决了值域包含内点的困难点.称向量v为序列{an=(an(1),…,an(d))}的方向,如果存在不可和子列{ank}和整数1≤i≤d,使得limk→∞(ank(1)/ank(i),…,ank(d)/ank(i))=v.我们得到如下定理,其中可变方向和联合方向见第四章.  定理D设{an}∞n=1是Rd中的序列.如果{an}∞n=1有d个(可变)方向,并且这d个(可变)方向所对应矩阵是非奇异的,则R({an})充满全空间.  定理E设{an}∞n=1是Rd中不可和序列,a∈Rd为向量.如果{an}是线性不可和序列,则对任意ε>0,有dimH{x∈[0,1):∑n≥1anRn(x)∈B(a,ε)}=1.如果{an}至少有d个联合方向,并且这d个联合方向可以构成一个非奇异矩阵,则dimHEa=1.  再次,本文列举了一些特殊的实例来阐述上述两部分的理论.我们利用无限组合的思想和一般Moran集证明了  定理F设线性不可和复序列{cn=an+ibn}满足limn→∞bn/an=0.如果存在子序列{cnk}∈(e)1使得对任意k成立∑j>k|bnj|>|bnk|,则R({cn})=C.特别的,复数序列{cn=1/n+i/n(l)nn}所诱导级数的值域等于全平面.  最后,本文研究了一维直线上不收敛水平集的Hausdorff维数.我们利用自然数的Beurling密度和符号空间上的局部H(ǒ)lder连续性证明了当序列满足条件(H)时,其不收敛水平集的Hausdorff维数也为1,这个结论有助于我们了解Weierstrass函数的维数问题.
其他文献
本文研究了完全扩容图在连通、局部连通条件下的Hamilton性和圈扩张性。刻画了Kn的完全扩容图的自同构群.最后合理的将完全扩容图利用等比数列的前r项和公式结合起来,构造了一
随机切换系统是离散状态、连续状态和随机因素相互交织的一类系统,这类系统被广泛应用于工业控制、导航系统、飞行器控制系统、空中交通系统、股票市场模型中。由于描述离散
无网格法是近些年兴起的一种数值方法,该方法利用节点所在的影响域内的信息构造数值逼近,采用移动最小二乘构造近似函数,且构造的近似函数具有较高的连续性,保证了计算结果不仅具
市场流动性现在已经成为金融风险管理中备受关注的问题,Black-Scholes模型是金融市场中非常重要的一个期权定价模型,但是这一模型是在非常理想化的金融市场下得到的,即市场在标
偏微分方程反问题是一多学科交叉,带有边缘学科性质的前沿研究课题。它在地球物理勘探、大气测量、模式识别、图像处理、无损探伤等领域有着重要的应用。本文以几类偏微分方程
本文研究带有局部化源项的半线性抛物型方程的初边值问题的blow-up性质,ut=△u+up(x*,t)+up(x,t),   其中,1<p≤2,B(R)={x∈RN:|x|<R},且x*≠0,(x*∈B(R)).本文证明了若1<p≤2,解仅在
随机规划的研究进入了一个崭新的时期,己经成为当今运筹学优化领域内的重要课题。其中的补偿型随机规划一般假定随机变量的概率分布具有完备信息,但实际情况往往只能获得部分信
微分方程的振动性问题是微分方程稳定性理论中的一个很重要的分支,由于其重要的物理背景和理论价值,一直被国内外广大专家学者所关注,并取得了许多优秀的研究成果.在此背景下,微
随着现代科学技术的迅速发展,各个科技领域和学科中都涌现了大量的非线性问题,尤其在物理学、数学、化学、生物学以及社会学等学科和应用领域应用非常广泛,因此在解决这些非线