바벤코-베크너 부등식

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수학에서, 바벤코-베크너 부등식 (K.Ivan Babenko 및 William E.Beckner의 이름을 따서 지어짐)은 하우스도르프-영 부등식의 더 정확한 형태 중 하나이다.


개념[편집]

n차원 푸리에 변환의 (q, p norm)은 다음과 같이 정의된다.

1961년, Babenko는 이 norm의 값을 q가 짝수일 때에 한정하여 구하였고. 1975년에, Beckner는 에르미트 함수가 푸리에 변환의 고유벡터라는 것을 이용하여 이 norm의 값을 2보다 작지 않은 모든 실수 q에 대하여 정확하게 구하였다. 해당 값은 다음과 같다:

엄밀히 말하자면, 이 부등식은, 사용되는 푸리에 변환의 정의가, 1차원에서는 아래와 같이 정의되고 n차원에서는 seperable kernel n개를 곱한 것을 kernel로 하는 방식으로 정의되어야만 성립한다.

then we have

아래의 증명은 르베그 측도Bernoulli trial중심 극한 정리를 이용한다:

Main ideas of proof[편집]

Throughout this sketch of a proof, let

(Except for q, we will more or less follow the notation of Beckner.)

The two-point lemma[편집]

Let be the discrete measure with weight at the points Then the operator

maps to with norm 1; that is,

or more explicitly,

for any complex a, b. (See Beckner's paper for the proof of his "two-point lemma".)

A sequence of Bernoulli trials[편집]

The measure that was introduced above is actually a fair Bernoulli trial with mean 0 and variance 1. Consider the sum of a sequence of n such Bernoulli trials, independent and normalized so that the standard deviation remains 1. We obtain the measure which is the n-fold convolution of with itself. The next step is to extend the operator C defined on the two-point space above to an operator defined on the (n + 1)-point space of with respect to the elementary symmetric polynomials.

Convergence to standard normal distribution[편집]

The sequence converges weakly to the standard normal probability distribution with respect to functions of polynomial growth. In the limit, the extension of the operator C above in terms of the elementary symmetric polynomials with respect to the measure is expressed as an operator T in terms of the Hermite polynomials with respect to the standard normal distribution. These Hermite functions are the eigenfunctions of the Fourier transform, and the (qp)-norm of the Fourier transform is obtained as a result after some renormalization.

각주[편집]