D0I:10.13374/j.issm1001-053x.1989.01.017 第11卷第1期 北京科技大学学报 Vol.11 No.1 1989年1月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jn1989 在L°(L)空间上的一类极大不等式 高 瑞 b 〔第二数学牧研室) 精要:本文把Marcinkicwicz的届值定理推广从L(L)空间到LP空间的算 子,利用它把Hardy-Littlewood极大定理推广到LP(Lq)空间。 关麓词:极大算千,赋花不等式 Some Maximal Inequalities on L (L9)Spaces e Gao Rui ABSTRACT:In this note we extend Marcinkiewicz interpolation theorem to the case of operators from LP(L)to Lo,and then use it to extend Hardy- Littlewood maximal theorem to L(L)spaces. KEY WORDS:maximal operator,norm inequality 1一些定义 定义1.设「(x,y)是定义在F×Rm空间上的-个函数,如果 jR(SRmlf (x,y)dy)'9dx<+c, 我们就说「(x,y)L(L),Li记 IIf(La=1 fnC mlf(x,y)dy4 dx 并称集合{f(x,y):f(×,y)∈L(L)}为L(L)空间。 显然(L(L),f1川(9,)构成一个赋范线性空间。 定义2设T是L(L9)到L'中的一个算子。如果存在一个与∫无关的常数C,使得 |TflL≤chAlL'9, 1987-0?一03收称 92
第 卷第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 ,名 尹 在 空 间上的一类极大不等式 高 瑞 第 二数学 教研 室 摘 要 专文 把 又 的 插值定 理推 广从 “ , “ 空 间到 空间 的 算 声 子 , 利用 它 把 一 极大 定理 推广到 空 可 关艘 词 极大算 子 , 赎 范不等式 尸 ” 叮 “ ‘ , · 于 · 尸 , 一些定义 定义 设 二 , 是定 义 化 弃 ” 爪 空 介上 的一 个 函数 , 如 果 了 ’ 丁 ‘ “ , 。 , ‘, 夕 ’ “ , 我们 就 说 , 匕 户 “ , 」上记 , “ 左 丁 〔 。 ‘ , 少 “ 少 〕 “ ‘ ‘ 并称集合 凌 “ , 夕 , 少 任 ’ “ 为 “ 空 。 显 然 ’ “ , 日 日 , , 构成一 个赋 范线 性空 ’ 。 定义 设 是 ’ “ 到 ’ 中的一 个 算 。 如 果存 在一 个 与 无关 的常数 , 使 得 日 一 簇 。 , 、 。 户 , 一 一 收 稿 DOI :10.13374/j .issn1001-053x.1989.01.017
我们就说T是强(p,Q,p)型的,记T二s(,9,p)。如果存车一个与f无关的常数A,使得 对每个a>0有1{x:Tf>a}1Il、我们说7是弱(p,9p)窄的,记为 T∈w(p,9,p)。 2一些已知结果 为证明主要定理(定理2),需耍下面的已知结果。 净 引理1(Calderon--Zygmund).设f是Ra上的一个非负可积函数,a是一个正常数,则 存在R·上的一个分解,使得 ①Rn=FU9,Fn2=s ②在F上几乎处处有f(x)≤a; ③2=UQ.,其中{Q.}是R中的,其内都互不相交的一列方休,且对每个方体 Qk有13) aKda∫ne)dx)c2a 引理2对每个a>0有 a)≤是∫lf(x)1ax 其中(a)=|{x∈R;1f(x)I>a}I31。 引理3若f和p是R“上的正的实函数,则对r>1,存在一个只依赖于r的常数B, 使得 JRa(f*(x)'(x)dx≤B:∫anIf(x)frp*(x)dx 其中r()=sup司∫。(x)dxa 3一个插值定理 定理1若T是从L(La)到LP中的次可加算子,且T∈(1,9,1)w(p,9,p),则T∈s (r9,r),其中10,令 ,(y)=1f6x》 当(∫mf(x,y)|9dy)19≥a; 其它 f2(x,y)=f(x,y)-f(x,x). 则f(x,y)∈L(L),f:(x,y)∈L(L9),因为 T∈w(1,9,1)∩(p,4,p), ·这里|:l表示集合|{i【的Lebesguc题度 93
我 们 就 说 少是强 对 每 个 有 任 , 俘, 。 , 口, 型 的 , 记 与丁 任 户 , 穿, 。 如果 存 左一 个 与 无关 的常 数 , 使得 , 、 , , , 一 , 、 ,、 、 , 。 , 。 二 一 , , , , , , 、 、 , 飞 劣 坷 户 良 川 ’ ‘ 尸 日 川 户 , 找 利」兄 足 钧 又 ’ ’ , 决 ”, , 记 为 一些 已 知结果 为证 明主 要 定理 定理 , 需 要下 面 的已 知 结果 。 引 理 。 一 设 厂是 ” 上 的一 个非 负可积 函数 , 是 一 个正常 数 , 则 存在 ” 上 的一 个分解 , 使得 ① ” 只 , 蕊 二 必 ② 在 上几 乎 处处有 毛心 ③ 兑 二 日 口 , 其中 、 是 尸 ” 中的 , 其内部互不相 交的一 列方 体 , 注对 每 个 方 体 七 有 , 。 , 、 , , 、 。 、 久 否「 ‘ 、 泥 ’ 住 又‘ ’ 诀 ‘ “ 引 理 对每 个 有 、 人 、 诀 及了 仁 二 “ , ’ “ 只 二 任 ’ 二 ,” 。 引 理 若 和 , 是 ” 上 的正的实函数 , 则对 , 存 在一 个只 依 赖于 的常数 , 二 功 二 毛 甲 二 二 · 二 。 森 二 二 〔 叼 ‘ 其使得中 一个插值定理 定 理 若 是 从 户 梦 到 户 中的次可加 算 子 , 且 丁 任 二 , , 臼二 , 口, , 则 厂 于 口, , 其 中 夕 , 口 二 , 户 。 证明 任给 二 , 任 “ 和 , 令 义 , 夕 、 二 , “ 二 ,夕 二 , 夕 一 , 夕 。 ,夕 呀 五 , , “ , 少 任 , 乙 , 因 为 任 二 , 口, 门二 , 口, , 这里 表 示 集 合 的 汉叹度
所以{:71>8}24(1y1 {T,>g24(.),, 由于T是次可加的,我们有 2a)=1(x:7f>a}i8}+{x:T1,>8} 但是川Tf1lf=-a'da)=ra-a)da, 向 ,wa如 r∫c24a-。ae,y)dx+ +2rAa-e小ef.dy)xda 2adx da +小2Aa-,f14 y)dx da =24ra。fdy)er-ddx+ ada)dx =2h+aIar4 =(2+45)'.4 其中E,={x:(∫mifldy)l9a}, E:={x:(∫RIfisdy)9<a}, C=(∫Rlf1dy)19 因此T是强(r,9,r)型的。 4主要定理和它的证明 定理2设1,》E().1严(,)=黑1d了fx)d,共中上确界是在所行以 x为中心的方体Q上取的。则存在与f无关的常数A。.q,使得 94
所 以 “ 丁 了 尸产 川与 “ 了九 了 一 乡 丁 , 、, , 夕 · ‘ 艺拟 。 , 。 夕 ‘ 由于 是 次可加 的 , 我们有 、 二 ,,引 卜 蓄 “ 孟 若 今 ,, ,, 一 之 二 · 丁一 “ · ‘ 一 , 厂 ‘ 一丁 · ‘ 〔答…‘ 二 ’‘ ‘ ‘ · ,‘ … · 争…。‘丁 ,‘ ‘ ‘ ·, ’ 。 ‘ , 〕 ‘ · 〔 一丘 。 丁 , , 、 。 。 · 十 , 一丁 。 丁 二 一 夕 ,· ‘ 。 ‘ 〕 · 丁 。 一丁 · 二 , · , · 二 。 十 二 ’ 一丁 二 ,, · , , 一 · · · 几 ‘ 二 ,‘ ‘ , 一 一 · 二 · · , · 丁 二 , · , , , 勺 丁 卜,一 ‘ 几击 ‘丁 。 “ ‘ · , ’ ‘一 · 丁击 ‘几 。 ,“ ·,一 “ ‘ · , , 闷 产 月 一 十 - 一 一 ’ 丁 。 二 ’“ ‘ ,” 、‘ 、 ︸ 丁 。 “ ’ 二 了 二 “ ’ · , “ ‘ 月 , , 型 的 。 因此 是 强 主 要定理和它的证明 浑 定理 设 , 二 , , , 乙。 乙 , , · · , , 吕。 为中 乙的 方 体 上取的 。 则存 在 与 无关 的常数 丁 , , , 其 中上确 界是 在所 有以 使 得
①(famf(x,y)dy)19,Ap.a(∫Rmf(x,y)9dy): (1a}| ≤Aa|(jRf(x,)1dy1, (1p>q>13种情况对 不等式①进行讨论。 首先看p=9的情况,不等式①可以由通常的极大定理和Fubini定理得出,因为 ∫R(jRnf*(x,y)idy)P/d=∫R∫glf*(x,y)idydx =∫Rm∫Rnf*(x,y)!9 dxdyAg∫RRf(x,y)|9dxdy =Aa R(Rmf(x,y)dy)dx 应用这个结果,我们证明不等式②如下。 任给a>0,对函数(.=(x,y)dy)1应理1,即可见R内存在一序列内部互 不相交的方体{Q:}满足条件 (a)10,1≤2jfx,yIan (b)在R1上,不等式 (jmlf(x,y)|dy)1/9≤a 几平处处成立,其中2=UQ; (c)对每个Q1,不等式 d,sl,1ya 成立。则每个y∈Rm,我们可以得到f(x,y)分解为f(x,y)=f'(x,y)+f"(x,y),其中 f'(x,y)=f(x,y)x2,f"(x,y)=f(x,y)2。显然 (∫|f(x,y)Idy)1≤(ff'*(x,y)ldy)19+(∫gf11(x,y)|9dy)1,所 以只需证明不等式 ④ I{x∈Ra:(∫Bm|f'(x,y)Idy)19>a}i≤ ≤A(jlf(x,y)Idy); ⑤I{xPm:(∫Rm|f"◆(x,y)I°dy9>a}|≤ ≤会(J,ya)1: 首先求证不等式④,显然 (gf(x,y)川dy)191≤(f(x,y)1dy)191, 95
① 。 ’ , 妇 ‘ “ 。 几 , 、 丁 。 二 , 夕 工 , 戈 ② 二 。 、 , 夕 ‘ 毛丝 , 了 。 二 , 二 , , , 父 证 明 我 们 分别 就 。 十 的 。 二 十 加 和 十 , 种情况 对 不等式①进行讨论 。 首先 看 户 的情况 。 不等 式①可 以 由通常 的极大 定 理 和 七 定理得 出 , 因为 丁 爪 ’ ,夕 少 二 二 丁 二 , 夕 “ 夕 二 丁 丁 二 , 夕 “ 夕 红姓 丁 。 丁 二 , “ ‘ 少 二 丁 ” 了 。 , 夕 “ 夕 二 应用这 个结果 , 我 们证 明不等 式②如下 。 任给 , 对 函数 丁 二 二 , “ ‘ 应 用 引理 , 即 可见尸 ” 内存 在一序 列 内部 互 不相交 的方体 满 足条件 刃 。 , 一镇 兰 丁俨 , 夕 “ 夕 ‘ 、 在刀 ’ 只 上 , 不等式 丁 二 , 夕 ‘ 〔 几 乎处处成立 , 其 中 , 对每个 , 不等式 一 牛 万 二 二 , 夕 , 二 镇, 甲 。 呵 成立 。 则每个 任刀 ” , 我 们可 以 得 到 二 , 分 解为 二 , 二 ‘ , “ 二 , , 其 中 ‘ , 二 , 二 。 兑 , “ , 二 , 少 夸几 。 显 然 丁 、 , ’ ‘ “ 迄 丁 。 ‘ 半 二 , 玉 ‘ 厂“ 了 。 ’ “ ‘ 参 , “ , 所 以 只需证 明不 等式 ④ 任 ” 丁 二 , , ’ 蕊 兰… ’ 。 , 二 , , 夕 ⑤ 、 尸口 丁 尸 , ’ 厂 抓 共 兰 。 一, 二 , , , ‘ · 首先求 证不等 式④ , 显 然 丁 。 二 ’ , 夕 “ ‘ “ · 毛 丁 。 二 二 , 少 “ 少
所以由(b)便有 (mf(x.)'dy)!aga3-i fRm(f(x,y)"dy).9 因此,由p=q情况下的不等式①,得到 (Jamf(x,y)ady)994qa3-1(SRmlf(x,y)9dy)1/91 应用引理2立得不等式@。 为证明不等式⑤,定义 7(x,y)=1Qi 1-八ift,y)ldt当x∈Q, 0 当x年2 对x∈Q,'引别Minkowski不等式便有 (J7,0=(1.〔d,jQ,,w1d]ay)≤ d,JQ:(Jfx,yIdyd. 由(c)有 (∫Rf(x,y)Idy)1,4≤Aa. 对x不年2,f(x,y)=c,所以(∫|了(x,y)dy)'=0. 故函数∫Rm了(x,y)川dy1的支集在2内,且Aa是该函数之上界,这表明 Il(∫Rm'f(x,y)dy)1.9|日a}I≤ ≤41(jRf(x,y)1dy)1. 下面我们将由佩式出3,:此,对任查的方体QCR·,我们用Q表示与Q有相同的中 心.边长是Q的边长的2n作的方休,个2=UQ。显然l不等式(a)有 112(R11(x,y)川y)0… 可进一步断,对x不年,f”(x,y)*(x,y). 事实上,对任您的(x,y)∈R×R,有 =s照{1d1jfwd, 而 j。r1di=0:,nfwd, 96
所 以 由 便 有 ’ “ , ” 介 , ’ ” 段 一 一 ‘ 丁 , ” 二 产 因 此 , 由 二 情况下 的 不 等 戈① , 得 到 丁 。 ‘ , “ , ‘ “ 段百 、 一 了 。 。 , “ “ “ 应 用 引理 立 得不 等 式④ 。 为 证 明不 等式⑤ , 定 义 劣 , , 弓 一 一 一 工 、 , ,, , , 对 二 任 『引 川 入 不等 式 便有 当 〔 当 去只 ‘ 二 ,了‘一 , , ’ 夕,‘ · ’ ‘ 二 〔云 ‘ 】 ,“ 才, ,,,‘ , 〕 “ ‘ , ’ ‘ 粗 一 丁亩 ‘ 。 ‘ 。 ,“ 二 , , ,, , ’ ‘ ’ ‘ , · 由 。 有 叫 八 , ‘ 。 对 不 去口 , , , 所 以 丁 “ 刁 “ ‘ “ 。 故 函 数 丁 二 厂 , 夕 “ 少 ’ ‘ “ 的 支集 在 口 内 , 且 是 该 函数 之 上 界 , 这 表 明 。 , 少 “ 夕 ‘ · 段〔 】幻 由 我们 有 丁 二 二 , 乡 , ” 少 ’ 一 叫 , 夕 夕 ‘ 与④的 证 明类似 , ⑥ 任 ’ 由 情 况 下 的 不等 式① 和 引理② , 我 们 有 丁 叫 ’ , “ ‘ 一 二 , , , , ‘ , 下 而我 们将 由阂 大 耳 出 污 。 琳此 , 对 任 音的 方体 二 尺 ” , 我们 用 表 示 与 有相 同 的 中 心 , 边 长是 的边 一 长的 , 仔,的 方体 , 令 几 二 日 。 显然 山不 等 改 有 一疏 兰 , , · 夕 ‘ , 可进 一步 断 一 , 对 不 膏只 , “ “ , ‘ , 事实 , 对 任 意的 , 任 “ 口 , 右 而 厂 ’ ‘一 夕 , 嘴 丁 ,‘,’ · 列 “ ‘ , 刹 ,, · 扩 · 少 ,“ 乙 ‘ 几 。 ,“ “ 了一 ‘ ‘ ·
另一方面,由R"的几何知,可以从Q,nQ牛中和x∈Q-cQ-Q,导出QQ,因此 d,ngf,)d≤d,f.01d d,f,0d≤dJ6(x,川d ≤合J6w1d长4(,0, 所以对x∈R-立有 dJ。f”(,1dx≤A(x,,只费x∈Q。 于是,f"(x,y)≤Af(x,y)。 由此,可以从⑥导出⑤,因为 |{x∈Rn-2:(∫R1f"*(x,y)Idy)/a>a}| ≤{x∈R-2:(J(,y1dy)1a>7} ≤21(f,y14y)1, 并且121≤A1(jmf(x,y)1dy)1l1。于是②得证。 由不等式②和p=q情况下的不等式①,应用定理1即可推知,当1q时,不等式①也成立。 由引理3,对任意正函数(x)有 7 ∫R"∫Rmlf(x,y)|9dy(x)dx= =∫Rmdy∫Raf*(x,y)|*(x)dx= =BaSR(SRmlf(x,y)1dy(x)dx 在⑦式中令(x)遍取L(R)的单位球上所有函数,其中r=pp-q>1,然后在左边取上 确界,并注意到g/p+1/r=1,可得到 I|JRmf"(x,y)l9dylIp/a≤Ba∫R(∫Rm|f(x,y)|9dy)(x)dx 在右边应用Holder不等式得 lJa▣f(x,y)Idyl|p/a≤BallSRmlf(x,y)Idy川lp,all(x)|r 再对(x)应用通常的极大定理,立得p>q情况下的不等式①。 97
另一方面 , 由 ” 的几 何知 , 可 以从 等 必和 任 一 只 ‘ 成 导 出 』区 , 因此 言罕丁 ,了 · “ , 夕 ,,“ 下亩罕丁 ,了 · “ , 夕 ,‘ 。 「 大 , 、 , , 寸 , , ‘ 、 , , 可亏 ” 、 ‘ ” ” “ ‘ 诀 劝了 ,, 、 ‘ , , ,“ ‘ 镇派才 八 , 夕 毛 二 ,夕 所 以对 任 ’ 一 只 有 启、丁 ‘ · ‘ , 夕,,‘ 二 ‘ 犷 · ‘ , , , , 只 要 任 。 于是 , , , 夕 百 , 。 由此 , 可 以从⑥ 导 出⑤ , 因为 , 二 呀 “ 一 只 丁 , “ ’ 镇 二 。 一 万 。 口 · 二 ,, , , , 浮 气 戈兰 了 二 , 夕 “ 夕 , , , 、 , ‘ 。 , ‘ 一 二 , 。 二 , , 、 、 。 、 。 , 一 , , 。 、 一 开且 “ 气 一 队 一 吸万 , 川 ’ ‘ ’ 日 寸 足 迄少 寻 址 。 由不等式② 和 情况下 的不等式① , 应 用定理 即 可 推知 , 当 一卜 的时 , 不等式①也成立 。 最 后 , 我 们应 月对 偶 的方 法证 明当 时 , 不等式①也成 立 。 由引理 , 对 任 意正 函数 拟 幼 有 ⑦ 丁 了 】 , 夕 “ 夕必 俨 夕 。 , 夕 ” 必 丁 , “ 必 二 在 ⑦式 中令 功 二 遍取 ’ ” 的单位球上所 有 函数 , 其 中 一 , 然后 东左 边取上 确界 , 并注 意 到 引 厂 , 可得 到 丁 。 。 ’ , 夕 “ 夕 丁 丁 二 , 夕 ” 夕 功 ‘ 二 在右边应用 不等式得 , 夕 “ 夕 日 《 】 丁 二 , 夕 “ 夕 功 ’ 川 再 对 毋 川 应 用通常的极大定理 , 立得 情况 下 的不 等式①
参。考文献 1 Calderon A P,Zygmund A.Acta Mathe.,1952;88:85 2 Fefferman C,Stein E M.American J.of Math,,1972;93:107 3 Stein E M.Singular Integrals and Differentiablity Properties of Functions,Princeton Univ.Press,Princeton,N J,1970 个∽个?U∽∽思常价个个00④"个∽个m0个∽个个个0个n个个个个gn0/个n 高成型性16Mn热处理双相钢带的研究 照相机和仪器仪表的冷冲压零件数量多,精度高,几何形状复杂,其中不少零件还要求 有较高的强度。过去曾用过多种钢带,如采用退火状态的冷轧中炭钢带,冲压成型后,进行 淬火回火热处理。用于热处理的变形和开裂,成品率很低。采用热处理高强度钢带,则由于 成型性差,冲压废品率也很高,而且模具磨损严重,最后不得不采用半冷硬钢带。由于方向 性显著,给冲压工艺造成困难,甚至无法连续冲压,生产率很低,光洁度也不高。总之,现 有钢带强度和成型性达不到良好的配合,零件生产的废品率高,光洁度低,影响生产效率和 产品质量。因此急需研制一种新型的钢带,以解决照相机和仪器仪表高强度冲压件的用材问 题。 本课题选用我国大量应用的普通低合金钢16Mn作为原料,利用70年代后期发展起来的 双相钢技术,创造性地提出一整套新工艺,使得含碳量大于0,1%的普通低合金钢获得与含 碳量为0.06%的双相钢同样高成型性的钢带。研制成功了0.5mm×50mm和0,8mm×40mm 两种观格高强度、高成型性双相钢带。其力学性能如下: 00.2=267~236MPa, gb=684~791MPa, eu=18.421.6%, er=28.5~29.3% 上述两种规格钢带,经天津照相机厂试用,制作了7种难成型的高度冲压零件,成品 率高,光洁度高,根本不出现冲压裂纹。经装机寿命试验,超过了部颁标准规定。它是一种 理想的高强度冷冲压零件用钢材,填补了我国在这方面的空白。在选材和工艺方面发展了现 有的双相钢技术,具有独创性,达到了80年代国际水平。 98
参 考 文 献 , 。 。 , 仑 只 , 。 口 。 , ‘ 夕 夕 了 ‘ ‘ 夕 ‘ 汀 泣 , 。 , , , 高成型性 热处理双相钢带的研究 照相机和仪 器仪表 的冷冲压零件数量 多 , 精度高 , 几 何形状 复杂 , 其 中不少零件还要 求 有较 高的强度 。 过去 曾用过 多种钢 带 , 如采 用退火状 态 的冷轧 中炭钢 带 , 冲压成型后 , 进行 淬火回 火热处理 。 用于热处理 的变 形和 开裂 , 成 品率很低 。 采 用热处理高强度钢 带 , 则 由于 成型性差 , 冲压废品 率也很高 , 而且模具磨 损严重 , 最后 不得 不采 用半 冷硬钢带 。 由于 方 向 性 显著 , 给冲压工艺造成 困难 , 甚 至 无法连 续冲压 , 生 产率很低 , 光 洁 度也 不高 。 总 之 , 现 有钢 带强度和成型性达不 到 良好 的配 合 , 零件生 产的废 品率高 , 光 洁度低 , 影 响生 产效 率和 产品质 量 。 因此急需研制一种新型的钢带 , 以解决 照相机 和仪器仪 表高强度冲压件的用材 问 题 。 本课题 选 用我 国大 量应 用 的普通低合金钢 作 为原料 , 利 用 年代 后期发展 起来 的 双 相钢技术 , 创造性地提 出一整套新工艺 , 使得 含碳 量大 于 的普通 低 合金钢获得 与含 碳 量为。 。 的双相 钢 同样高成型性的钢带 。 研 制成功 了 和 。 。 两 种观格高强度 、 高成型性双相 钢带 。 其力学性能 如 下 口 二 , 。 。 , 口 、 , 上 述两种规格钢 带 , 经 天津照相机 厂试 用 , 制作 了 种难 成型 的高度 冲 压 零 件 , 成 品 率高 , 光 洁度 高 , 根 本不 出现 冲压 裂纹 。 经 装机 寿命 试验 , 超过 了部颁标 准规定 。 它是 一种 理 想的高强度冷冲压零件 用钢 材 , 填补了我 国在这方面 的空 白 。 在选材和工艺方面 发展 了现 有 的双相钢 技术 , 具 有独 创性 , 达到了 年代 国际水平