1. 引言及主要结果
我们考虑薛定谔算子
其中
是非负位势,属于反向Hölder类
,因此,存在一个常数C,使得对任意球
(1)
对任意
,临界半径函数
,给定
(2)
其中
是以x为中心,以r为半径的球。对任意
这个辅助函数满足
。
与薛定谔算子L相关的Marcinkiewicz积分
定义为
(3)
其中
并且
是
的核。当
时,
并且
是
的核。
下面我们定义交换子
(4)
当
时,上面定义的与薛定谔算子L相关的Marcinkiewicz积分
是一般的与薛定谔算子L相关的Marcinkiewicz积分
。2020年,Ferit GÜRBÜZ在文献 [1] 中得到了
与
在加权Lebesgue空间上的有界性,进一步关于与薛定谔算子L相关的Marcinkiewicz积分
的结果可参见文献 [2] [3] [4] [5]。
Morrey空间作为Lebesgue空间的一个重要推广,在调和分析及其偏微分方程等领域有非常重要的应用 [6] [7] [8] [9]。2020年,Wang在文献 [10] 中定义了一类加权Morrey空间
。2017年,Ragusa-Scapellato在文献 [11] 中定义了一类时空混合范Morry空间
,它的优点之一是允许我们将时间和空间分开对待,这一特点在研究进化算子(例如Kolmogorov算子)和抛物型偏微分方程有重要应用。文献 [11] [12] [13] 得到了Riesz位势,Marcinkiewicz积分和带Gaussian核算子在时空混合范Morry空间
上的有界性。本文将主要研究与薛定谔算子L相关的Marcinkiewicz积分
在时空混合范Morrey空间上的加权有界性,并给出Marcinkiewicz积分交换子的加权有界性。为此,我们首先引入下面定义。
定义1 [10] 设
,
并且对于
中两个权函数u和v,给定
,加权Morrey空间
定义为
上所有p-局部可积函数f的集合,使
(5)
对
上任意的球
,则
(6)
定义2 设
,
,
。u,v为
上的非负可测函数,时空混合Morrey空间定义为
其中,
(7)
这里,
。当
时,简记为
。
容易看出,时空混合范加权Morrey空间
是文献中所定义的加权Morrey空间
的一种自然推广。叙述本文主要结果之前,先回顾
和
权的定义 [14]。
设
,
,称非负可测函数
,如果对任意的球
,存在与B无关的常数
,使得
(8)
设
,
,称非负可测函数
,如果对任意的球
,存在与B无关的常数
,使得
(9)
其中,
为p的对偶指标。
设
,
,如果对任意的球
,存在与B无关的常数
,使得下面的反向Hölder不等式成立
(10)
记
。
在文献 [15] 中引入了一类新的
空间的定义,即
其中
,被
空间定义的局部可积函数b满足
(11)
对所有的球
,其中
,
,并且
被定义为b在
,即
。
的范数用
,即
(12)
其中上确界取所有的球
。
本文的主要结果如下。
定理1 设
,
。则对任意
,
,
,且
,存在与f无关的常数
,使得
定理2 设
,
,且
。则对任意
,
,
,且
,存在与f无关的常数
,使得
定理3 设
,
,且
。则对任意
,
,
,且
,存在与f无关的常数
,使得
2. 定理的证明
本节介绍定理证明中需要用到的结论和引理。
引理1 [1] 设零阶齐次函数
,对任意
,
,
并且
。则对任意
且
,下列不等式成立
引理2 [1] 设零阶齐次函数
,对任意
,
,
,
并且
。则对任意的
且
,下列不等式成立
引理3 [16] 设
,则,
(a) 对任意N,存在一个常数C,使得
(b) 对任意N和
,存在一个常数C,使得
其中
。
引理4 [16] 设
且
,则存在两个正常数
和
,使得对任意的
,都有
作为上式的一个直接结果,我们可以得到,对任意的整数
,有下面的估计
对任意
,其中
且
,
是(3)式中所定义的。
引理5 [10] 设
,其中
,
。则存在两个数
和常数
,对球B的任意可测集E,使得
引理6 [10] 设
且
,其中
,则存在常数
和
,使得对
上任意球
,我们有
引理7 [10] 设
,其中
,则对任意整数
,存在一个常数
,使得对
上任意球
,我们有
定理1的证明 设
是
中的一个以
为中心,以r为半径的球,记
,其中
,
表示B的特征函数。则有
由引理1,可得
对任意权
及
中任意球B,则存在与v和B无关的常数
,使得
事实上,对
,应用Hölder不等式,可得
如果我们令
,则以上的表达式就为
即我们就得到
其中
下面我们估计
,我们注意到,如果
,
,
则应用引理3(a),可得
我们注意到,如果
,
,则
,应用Hölder不等式和引理4。可得
下面利用球坐标变换,我们估计
下面应用Hölder不等式,且
,则
因此,由上面的估计我们可以得到
因此,可以得到
因此,取N足够大,使得
我们可得到
结合
和
的估计,我们令
,可以得到下面式子
在上式两边q次方,再在
上积分,得到
不等号两边乘
,再取上确界,两边再
次方,就可得到
定理2的证明 设
是
中的一个以
为中心,以r为半径的球,记
,其中
,
表示B的特征函数。则有
由引理2可得
下面我们估计
,对任意的
,我们就要
由定理1的证明可知
则
因此,应用Hölder不等式和引理5,可得
下面我们估计
,我们注意到,如果
,
,则
。因此应用引理3,可得
下面对任意的整数
,我们有
下面应用Hölder不等式和引理6可得
由定理1的证明可得
因此,应用引理7,可得
因此,结合
和
的估计可得
因此,应用引理5可得
结合以上的估计,我们可得
取N足够大,使得
,则
结合
和
的估计,我们令
,则可以得到
在上式两边q次方,再在
上积分,得到
不等号两边乘
,再取上确界,两边再
次方,就可得到
定理3的证明 设
是
中的一个以
为中心,以r为半径的球,记
,其中
,
表示B的特征函数。则有
下面我们估计
,令
由Hölder不等式和引理1可得
因此,我们令
,则
下面我们估计
,对任意
,应用引理3(b),则
我们注意到
,若
,
,则
,因此,可得
下面令
且应用Hölder不等式和引理5可得
因此,取N足够大,使得
由于
因此
我们令
,则可以得到下面不等式
在上式两边q次方,再在
上积分,得到
不等号两边乘
,再取上确界,两边再
次方,就可得到