主题
Search

Whitney-Mikhlin 扩展常数


B_n(r)n-维闭 半径r>1,中心位于原点。定义在 B(r) 上的函数被称为定义在 B(r) 上的函数 fB(1) 上的扩展,如果

 F(x)=f(x)  forall  x in B(1).
(1)

给定定义在 B(1)B(r) 上的函数的两个 Banach 空间,找到从一个到另一个具有最小范数的扩展算子。Mikhlin (1986) 找到了最佳常数 chi,使得满足此条件,该条件对应于 Sobolev W(1,2) 积分范数,

 sqrt(int_(B(1))[[f(x)]^2+sum_(j=1)^n((partialf)/(partialx_j))^2]dx)<=chisqrt(int_(B(r))[[F(x)]^2+sum_(j=1)^n((partialF)/(partialx_j))^2]dx).
(2)

chi(1,r)=1。令

 nu=1/2(n-2),
(3)

则对于 n>2

 chi(n,r)=sqrt(1+(I_nu(1))/(I_(nu+1)(1))(I_nu(r)K_(nu+1)(1)+K_nu(r)I_(nu+1)(1))/(I_nu(r)K_nu(1)-K_nu(r)I_nu(1))),
(4)

其中 I_nu(z)第一类修正贝塞尔函数,而 K_nu(z)第二类修正贝塞尔函数。对于 n=2

 chi(2,r)=max{sqrt(1+(I_nu(1))/(I_(nu+1)(1))(I_nu(r)K_(nu+1)(1)+K_nu(r)I_(nu+1)(1))/(I_nu(r)K_nu(1)-K_nu(r)I_nu(1))),sqrt(1+(I_1(1))/(I_1(1)+I_2(1))[1+(I_1(r)K_0(1)+K_1(r)I_0(1))/(I_1(r)K_1(1)-K_1(r)I_1(1))])}.
(5)

对于 r->infty

 chi(n,infty)=sqrt(1+(I_nu(1))/(I_(nu+1)(1))(K_nu(1))/(K_nu(1))),
(6)

其边界为

 n-1<chi(n,infty)<sqrt((n-1)^2+4).
(7)

对于奇数 n递推关系

a_(k+1)=a_(k-1)-(2k-1)a_k
(8)
b_(k+1)=b_(k-1)+(2k-1)b_k
(9)

其中

a_0=e+e^(-1)
(10)
a_1=e-e^(-1)
(11)
b_0=e^(-1)
(12)
b_1=e^(-1)
(13)

其中 e 是常数 2.71828...,给出

 chi(2k+1,infty)=sqrt(1+(a_k)/(a_(k+1))(b_(k+1))/(b_k)).
(14)

这些可以用闭合形式给出为

a_k=(2i)/eI_(k-1/2)(1)K_(1/2)(-1)
(15)
b_k=(2i)/(epi)K_(1/2)(-1)K_(k-1/2)(1)
(16)
chi(2k+1,infty)=[I_(k/2)(1)K_((k-2)/2)(1)]^(-1/2).
(17)

前几个是

chi(3,infty)=e
(18)
chi(5,infty)=sqrt((e^2)/(e^2-7))
(19)
chi(7,infty)=sqrt(2/7)sqrt((e^2)/(37-5e^2))
(20)
chi(9,infty)=1/(sqrt(37))sqrt((e^2)/(18e^2-133))
(21)
chi(11,infty)=1/(sqrt(133))sqrt((e^2)/(2431-329e^2))
(22)
chi(13,infty)=sqrt(2/(2431))sqrt((e^2)/(3655e^2-27007)).
(23)

对于偶数 n,可以用 I_0(1)I_1(1)K_0(1)K_1(1) 表示类似的公式。


使用 Wolfram|Alpha 探索

参考文献

Finch, S. R. “Whitney-Mikhlin 扩展常数。” §3.8 见《数学常数》。英国剑桥:剑桥大学出版社,第 227-229 页,2003 年。Mikhlin, S. G. 《分析中一些不等式中的常数》。纽约:Wiley,1986 年。

在 Wolfram|Alpha 上被引用

Whitney-Mikhlin 扩展常数

请引用为

Weisstein, Eric W. “Whitney-Mikhlin 扩展常数。” 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/Whitney-MikhlinExtensionConstants.html

主题分类