Dini testi

Matematikte Dini ve Dini-Lipschitz testleri, bir fonksiyonun Fourier serisinin bir noktada yakınsadığını kanıtlamak için kullanılabilen oldukça kesin testlerdir. Bu testler, Ulisse Dini ve Rudolf Lipschitz'in arkasından isimlendirilmiştir.[1]

Tanım

f, [0,2π] üzerinde bir fonksiyon, t bir nokta ve δ, bir pozitif sayı olsun. t 'deki yerel süreklilik modülüsü

${\displaystyle \left.\right.\omega _{f}(\delta ;t)=\max _{|\varepsilon |\leq \delta }|f(t)-f(t+\varepsilon )|}$

ile tanımlanır. f burada periyodik bir fonksiyondur; yani t = 0 ise ve ε negatifse, o zaman şöyle tanımlarız: f(ε) = f(2π + ε).

Global sürekliklilik modülüsü (veya basitçe süreklilik modülüsü) ise

${\displaystyle \left.\right.\omega _{f}(\delta )=\max _{t}\omega _{f}(\delta ;t)}$

ile tanımlanır. Bu tanımlarla esas sonuçları ifade edebiliriz.

Teeorem (Dini testi): Bir f fonksiyonu bir t noktasında

${\displaystyle \int _{0}^{\pi }{\frac {1}{\delta }}\omega _{f}(\delta ;t)\,d\delta <\infty }$

eşitsizliğini sağlasın. O zaman, f 'nin Fourier serisi t 'de f(t) 'ye yakınsar.

Örneğin, teorem ${\displaystyle \omega _{f}=\log ^{-2}(\delta ^{-1})}$ iken tutar ama ${\displaystyle \log ^{-1}(\delta ^{-1})}$ iken tutmaz.

Teorem (Dini-Lipschitz testi): Bir f fonksiyonu

${\displaystyle \omega _{f}(\delta )=o\left(\log {\frac {1}{\delta }}\right)^{-1}}$

ifadesini sağlasın. O zaman, f 'nin Fourier serisi düzgün bir şekilde f 'ye yakınsar.

Özelde, Hölder sınıfında yer alan herhangi bir fonksiyon Dini-Lipschitz testini sağlar.

Kesinlik

Her iki test de kendi türlerinin en iyisidir. Dini-Lipschitz testi için, süreklilik modülüsü testini o yerine O ile sağlayan bir f fonksiyonu inşa etmek mümkündür; yani

${\displaystyle \omega _{f}(\delta )=O\left(\log {\frac {1}{\delta }}\right)^{-1}}$

olacak ve f 'nin serisi ıraksayacak şekilde. Dini testi, kesinlik ifadesi ise biraz daha uzundur. Şunu ifade eder:

${\displaystyle \int _{0}^{\pi }{\frac {1}{\delta }}\Omega (\delta )\,d\delta =\infty }$

olan herhangi bir Ω fonksiyonu için bir f fonksiyonu vardır öyle ki

${\displaystyle \left.\right.\omega _{f}(\delta ;0)<\Omega (\delta )}$

ve f 'nin Fourier serisi 0'da ıraksar.

Ayrıca bakınız

• Fourier serilerinin yakınsaklığı.

Kaynakça

1. Karl E. Gustafson (1999), Introduction to Partial Differential Equations and Hilbert Space Methods, Courier Dover Publications, s. 121, ISBN 0-486-61271-6