Главная > ЛЕКЦИИ ПО МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ УСТОЙЧИВОСТИ (Б. П. ДЕМИДОВИЧ)
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

Определение 1. Числовое множество $\Xi=\{\xi\}$ называется относительно плотным на действительной оси – $-<<<+\infty$, если существует число $l>0$ такое, чо каждый отрезок ${ }^{1}$ ) $a \leqslant x \leqslant a+l$ длины $l$ содержит хотя бы один элемент нашего множества, т. е. при любом $а$ имеем
\[
[a, a+l] \cap \Xi
eq 0 .
\]

Пример. Множество $0, \pm 1, \pm 2, \ldots$, очевидно, является относительно плотным множеством. Здесь можно принять $l=1$.
Множество $0, \pm 1^{2}, \pm 2^{2}, \ldots$ не является относительно плотным, так как
\[
\sup _{k}\left|(k+1)^{2}-k^{2}\right|=\infty .
\]

Рассмотрим комплекснозначную функцию
\[
f(x)=\varphi(x)+i \psi(x) \in C(-\infty, \infty),
\]

где $\varphi(x)=\operatorname{Re} f(x), \psi(x)=\operatorname{Im} f(x)$.
Определение 2. Число $\tau=\tau_{f}(\varepsilon)$ называется почти периодом функции $f(x)$ с точностью до в (короче: ее в-почти периодом или в-смещением), если для любого $x \in(-\infty, \infty)$ имеет место неравенство
\[
|f(x+\tau)-f(x)|<\varepsilon .
\]

Очевидно, период функции есть ее почти период для любого
$\varepsilon>0$. Нетрудно показать, что 1) 0 есть почти период для любого $\varepsilon>0 ; 2$ ) если т есть $\varepsilon$-почти период функции $f(x)$, то – есть также в-почти период этой функции; 3) сумма и разность $\varepsilon$-почти периодов этой функции егть также почти период ее с точностью до $2 \varepsilon$.
1) В опрсделении 1 вместо замкнутого отрезка можно брать открытый интсрвал.

Определение 3 (см. [66]). Комплекснозначная функция $f(x) \in C(-\infty, \infty)$ называется почти периодической в смысле Бора $\left.{ }^{1}\right)$, если для любого $\varepsilon>0$ существует относительно плотное множество почти периодов $\tau$ функцик $f(x)$ с точностью до $\varepsilon$, т. е. существует положительное число $l=l$ (s) такое, что любой отрезок $[a, a+l]$ содержит по меньшей мере одно число $\tau$, для которого выполнено неравенство
\[
|f(x+\tau)-f(x)|<\varepsilon \text { при }-\infty<x<+\infty .
\]

Основы теории почти периодических функций были заложены датским математиком Г. Бором [66]. Основные теоремы о почти периодических функциях изложены, например, в [66] и [67].

Из определения следует, чтс всякая непрерывная периодическая функция, определениая на оси, является почти периодической.

Обратное утверждение не верно, почти периодическая функция может не быть периодической (см. дальше).
Замечание. Две точки
\[
x \text { и } x^{\prime}=x+\tau,
\]

отличающиеся на $\varepsilon$-почти период функции $f(x)$, назовем є-конгр $y$ энтными.

Если функция $f(x)$ почти периодическая, то для каждой точки $x \in(-\infty, \infty)$ на любом отрезке $[a, a+l]$, где $l=l(\varepsilon)$, найдется $\varepsilon$-конгруэнтная ей точка $x^{\prime} \in[a, a+l]$.

Действительно, в силу определения почти периодической функции $f(x)$ на отрезке $[-x+a,-x+a+l]$ существует ее $\varepsilon$-почти период $\tau$, т. е.
\[
-x+a \leqslant \tau \leqslant-x+a+l \text {. }
\]

Отсюда, полагая $x^{\prime}=x+\tau$, получим
\[
a \leqslant x^{\prime} \leqslant a+l \text {. }
\]

Отметим некоторые элементарные свойства почти периодических функций (сокращенно – п. п. функций).
1. Если $f(x)-$ п. п. функция, то $\alpha f(x)+\beta(\alpha, \beta–$ комплексные числа) и $f(a x+b)$ ( $a, b$ – действительные числа) также п. п. функции.
2. Если $f(x)$ – п. п. функцхя, то $\operatorname{Re} f(x), \operatorname{lm} f(x),|f(x)|$ и $\overline{f(x)}$ также почти периодические функции.
1) Некоторые авторы здесь придерживаются терминологии жравномерная почти периодическая функция (см. [67]), чтобы отличить почти периодические функции от обобщенных почти џериодических функций. Так как в нашем курсе обобщенные почти периодические функции не затра. гиваются, то мы сохраним термин «пчти периодическая функцяв,

Например, если $\tau$ есть в-почти период п. п. функции $f(x)$, то для ее модуля $\mid f(x)$ !, очевидно, справедливо неравенство
\[
|| f(x+\tau)|-| f(x)|| \leqslant|f(x+\tau)-f(x)|<\varepsilon
\]

и, следсвательно, $f(x)$ есть также п. п. функция.
Укажем более общее свойство.
Теорема. Если $E$ – множество значений почти периодической функции $f(x)$ и $F(y)$ – функция, равномерно непрерьвная на $E$, то функция $F(f(x))$ – почти периодчческая. что
\[
\begin{array}{c}
\left|F\left(y^{\prime}\right)-F\left(y^{\prime \prime}\right)\right|<\varepsilon \text { при }\left|y^{\prime}-y^{\prime \prime}\right|<\hat{\delta} \\
\left(y^{\prime}, y^{\prime \prime} \in E\right) .
\end{array}
\]

Тогда, если $\tau=\tau$, (ᄒ), то в силу (1.2) имеем
\[
|F(f(x-+\tau))-F(f(x))|<\varepsilon \text { при }-\infty<x<\infty .
\]

Таким образом, г есть $\varepsilon$-почти период функции $F(f(x))$, что и доказывает ее почти периодичность.

Categories

1
Оглавление
email@scask.ru