共軛函數

共軛函數

對於周期為2π的勒貝格可積函數 ƒ(x)(以下記為ƒ∈l1(-π ,π)),積分。共軛函數的概念和單位圓內解析函數的理論有密切關係。,這是著名的里斯定理。】的許多性質,可以藉助於圓內解析函數的理論來推導。這種方法稱為傅里葉分析中的複變函數論方法。

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正文


對於周期為 2
的勒貝格可積函數
(
)(以下記為
(-
,
)),積分
幾乎處處存在。函數愝(
)稱為
(
)的共軛函數。愝(
)未必屬於
(-
,
),例如
是某個
(-
,
)的傅里葉級數,但
的共軛函數
log
卻不屬於
(-
,
)。然而,當
(
>1)時,有
,就是說,愝∈
,這是著名的里斯定理。
共軛函數的概念和單位圓內解析函數的理論有密切關係。假設
(2)
(-π,π)的傅里葉級數,記為σ【
】。置с
=
-i
,那麼級數(2)就是冪級數
(3)
在單位圓周
=e(0≤
≤2π)上的實部。它的虛部
(4)
就是
共軛級數,記為σ【
】。在一定條件下,它是共軛函數愝(
)的傅里葉級數。共軛函數的性質與傅里葉級數σ【
】的收斂性有密切關係。
以冪級數(3)為橋樑,傅里葉級數σ【
】的許多性質,可以藉助於圓內解析函數的理論來推導。這是因為級數(3)在單位圓內是一個解析函數
(
),而解析函數是強有力的理論工具,
(
)與愝(
)的許多深刻的性質便可以通過對
(
)的研究得出。這種方法稱為傅里葉分析中的複變函數論方法。例如積分(1)的存在性,以及上述里斯定理的證明都是通過這種方法得到的,它對傅里葉級數理論的發展有著重要意義。