1. 基础知识
设D为单位圆盘。下面双调和方程 [1]
(1)
0在极坐标下,对于单位圆盘内的双调和函数:
(2)
这里的
和
分别都是调和函数。
我们首先将Dirichlet边界条件
(3)
代入上式,得到
(4)
上式表明关于调和函数
的Dirichlet边界值 [2] [3] 已求得,由调和函数的Poisson公式得到
(5)
另一方面,两边关于r分别求偏导,然后再将Neumann边界条件
(6)
代入之,则有
(7)
又因为
对r求导得
将其代入,得到
(8)
再次对调和函数
用Poisson公式,得到
于是我们代入得到双调和函数满足边界条件的解为
(9)
这里
,
。
定义1令
,
,双调和函数的Poisson核定义为
(10)
其中
,
。
设
是单位圆盘D上的有界双调和函数,则对几乎所有的
,都有径向边界值 [4] :
(11)
且
可以用
的Poisson积分表示
(12)
其中
(13)
对于
,
,由(12)有
. (14)
设(14)左侧为
上本性有界函数空间的有界线性泛函Λ。由于Poisson算子是D上的本性有界双调和函数空间到
上本性有界函数 [5] 的空间的等距同构,我们也可以将Λ看成D上的本性有界双调和函数空间上的泛函,故成立
, (15)
其中
为满足
的最佳系数 [6] 。因此,我们有
(16)
2. C(z, l)的积分表达式
定理2.1
(17)
证明:根据文献 [7] 含参数奇异积分的导数性质 [7] ,我们有
(18)
令
,得
代入,得到
(19)
所以
那么
(20)
定理2.2设
,
,当
时,有
(21)
证明:双调和函数的Poisson核(20)的表达式为:
一、首先,分别对x和y对偏导数,表达式为
对
和
求解:
(22)
和
(23)
由链式法则,我们有
(24)
(25)
二、将(22)和(23)代入(24)和(25),得到
(26)
(27)
其中 [8]
(28)
(29)
(30)
(31)
(32)
我们设
,则
(33)
由(33),我们得到最后的定理
定理2.3设
,
,当
时,有
(34)
3. 结论
本文通过分析双解析函数和双调和函数的关系,进一步计算其Poisson核得到了双调和函数梯度范数的一个估计。由此,该估计丰富了双调和函数的应用范围,也为今后探究双调和函数的Khavinson猜想提供了一个积分表达式,给验证双调和函数的Khavinson猜想打下基础。