Комплекснозначная функция f , заданная на положительной полуоси R+ = [0,+∞),
называется локально интегрируемой, если
xZ0
|f (s)|ds < ∞
для любого числа x ∈ R+. Обозначим множество локально интегрируемых функций через Lloc 1 (R+). Системой Крейна с коэффициентом A∈ Lloc 1 (R+) называется система дифференциальных уравнений
¤P P∗′((xx,,λλ) = ) = −iλAP((xx),Pλ()x−,λA)(, x)P∗(x,λ), P P∗((0, 0,λλ) = ) =1, 1, (1)
где λ ∈ C – спектральный параметр, а x ∈ R+ – переменная, по которой производится дифференцирование. Для любой системы Крейна существует [4] неотрицательная борелевская мера σ такая, что
ZR
dσ(λ)
1 + λ2
< ∞, (2)
и для любой функции f ∈ L2(R+) выполнено
||f ||2 2 =
∞Z
−∞
|Fp(λ)|2 dσ(λ), Fp(λ) =
∞Z0
f (x)P(x,λ)dx.
В частности, отображение Up : f → Fp из L2(R+) в L2(σ,R) оказывается унитарным.
Мера σ единственна, она называется спектральной мерой системы (1).
Класс Сегё на вещественной прямой R состоит из неотрицательных борелевских мер σ, удовлетворяющих условию (2) и имеющих конечную энтропию
∞Z
−∞
logσ′(λ)
1 + λ2
dλ > −∞, (3)
где σ′ обозначает производную Радона-Никодима меры σ относительно меры Лебега на вещественной прямой R. Отметим, что интеграл в формуле (3) может
расходиться только к −∞, так как logλ ≤ λ для любого λ ∈ R+. В частности,
условие Сегё (3) для мер, удовлетворяющих оценке (2), равносильно включению
logσ′/(1 + λ2) ∈ L1(R).
Следующий результат был получен М. Г. Крейном в 1955 г. в статье [5], его современное доказательство можно найти в монографии С. А. Денисова [6].
2
[1] R. V. Bessonov, Szego condition and scattering for one-dimensional Dirac operators, Constr. Approx. 51 (2020), no. 2, 273-302.
[2] R. V. Bessonov, S. A. Denisov, A spectral Szego theorem on the real line, Adv. Math. 359 (2020).
[3] S. A. Denisov, To the spectral theory of Krein systems, Integral Equations Operator Theory 42 (2002), no. 2, 166-173.
[4] S. A. Denisov, Continuous analogs of polynomials orthogonal on the unit circle and Krein systems, IMRS Int. Math. Res. Surv. 2006.
[5] M. G. Krein, Continuous analogues of propositions on polynomials orthogonal on the unit circle, Dokl. Akad. Nauk SSSR, 105 (1955), 637-640.
[6] L. A. Sakhnovich, Spectral theory of a class of canonical systems, Funct. Anal. Appl., No.2, 34 (2000), 119-129.
[7] B. Simon, Orthogonal polynomials on the unit circle. Part 1. Classical theory. American Mathematical Society Colloquium Publications, 54. American Mathematical Society, Providence, RI, 2005.
[8] G. Szego, Orthogonal polynomials. Fourth edition. American Mathematical Society Colloquium Publications, Vol. XXIII American Mathematical Society, Providence, R.I., 1975.