Асимптотика собственных значений разностного оператора с растущим потенциалом и полугруппы операторов

Автор: Гаркавенко Галина Валериевна, Ускова Наталья Борисовна

Журнал: Математическая физика и компьютерное моделирование @mpcm-jvolsu

Рубрика: Математика

Статья в выпуске: 4 (41), 2017 года.

Бесплатный доступ

Изучаются разностные операторы, соответствующие оператору Штурма - Лиувилля с растущим потенциалом общего вида. Методом исследования служит метод подобных операторов, обычно применяемый в спектральном анализе различных классов дифференциальных операторов. В зависимости от условий, накладываемых на потенциал, сформулированы теоремы о том, что исследуемый оператор является генератором полугруппы (группы) операторов и выписан вид подобной полугруппы (группы).

Метод подобных операторов, разностный оператор, собственные значения, полугруппа операторов, генератор полугруппы операторов

Короткий адрес: https://sciup.org/14968919

IDR: 14968919   |   УДК: 517.9   |   DOI: 10.15688/mpcm.jvolsu.2017.4.1

The asymptotic of eigenvalues for difference operator with growing potential

We consider : 𝐷(𝐴) ⊂ 𝑙2(Z) → 𝑙2(Z), (𝐴𝑥)(𝑛) = 𝑎(𝑛)𝑥(𝑛), ∈ Z, ∈ 𝐷(𝐴), and (𝐵𝑥)(𝑛) = -2𝑥(𝑛) + 𝑥(𝑛 - 1) + 𝑥(𝑛 + 1). Let : Z → C be a sequence with property: 1) 𝑎(𝑖) ̸= 𝑎(𝑗), 𝑖 ̸= 𝑗; 2) lim |𝑛|→∞ |𝑎(𝑛)| = ∞; 3) 0 0, such that the spectrum (𝒜) of operator has form (𝒜) = (𝑘)⋃︁(︂ ⋃︁|𝑖|>𝑘 𝑖)︂, where (𝑘) is a finite set with number of points not exceeding 2𝑘 + 1 and = = { 𝑖}, |𝑖| > 𝑘, are singleton sets. The asymptotic formulas of eigenvalues have the following form: = 𝑎(𝑖) + 2 + 𝑂(𝑑-1 ), = 𝑎(𝑖) + 2 - 𝑎(𝑖 + 1) - 2𝑎(𝑖) + 𝑎(𝑖 - 1) (𝑎(𝑖 + 1) - 𝑎(𝑖))(𝑎(𝑖 - 1) - 𝑎(𝑖)) + 𝑂(𝑑-3 ), |𝑖| > 𝑘. Theorem 2. Let the sequence : Z → C satisfies the condition Re 𝑎(𝑛) 6 6 for all ∈ Z and a ∈ R. Then the operator is the generator of the semigroup operators : R+ → End 𝑙2(Z) and this semigroup is similar to ̃︀𝑇 : R+ → End 𝑙2(Z) type ̃︀𝑇(𝑡) = ̃︀𝑇(𝑘)(𝑡) ⊕ ̃︀𝑇(𝑘)(𝑡), ∈ R+, acting in 𝑙2(Z) = ℋ(𝑘) ⊕ℋ(𝑘), where ℋ(𝑘) = Im𝑄𝑘 and ℋ(𝑘) = Im (𝐼 -𝑄𝑘). The semigroup ̃︀𝑇(𝑘) : R+ → Endℋ(𝑘) determined by the formula ̃︀𝑇(𝑘)(𝑡)𝑥 = Σ︁|𝑛|>𝑘 𝑛𝑡𝑃𝑛𝑥, ∈ ℋ(𝑘), ∈ R+, where the numbers 𝑛, |𝑛| > 𝑘, are defined by Theorem 1. Theorem 3. Let 6 Re 𝑎(𝑛) 6, ∈ R, for every ∈ Z. Then the operator : 𝐷(𝒜) ⊂ 𝑙2(Z) → 𝑙2(Z) is generator of group : R → End 𝑙2(Z). This group is similar to ̃︀𝑇 : R → End 𝑙2(Z), where ̃︀𝑇(𝑡) = ̃︀𝑇(𝑘)(𝑡)⊕ ̃︀𝑇(𝑘)(𝑡), ∈ R and ̃︀𝑇(𝑘)(𝑡)𝑥 = Σ︁|𝑛|>𝑘 𝑛𝑡𝑃𝑛𝑥, ∈ ℋ(𝑘), ∈ R. Theorem 4. Let the operator : 𝐷(𝒜) ⊂ 𝑙2(Z) → 𝑙2(Z) be self-adjoint. Then is a generator of isometric group : R → End 𝑙2(Z). This group is similar to ̃︀𝑇(𝑡) = ̃︀𝑇(𝑘)(𝑡) ⊕ ̃︀𝑇(𝑘)(𝑡), ∈ R. and ̃︀𝑇(𝑘)(𝑡)𝑥 = Σ︁|𝑛|>𝑘 𝑛𝑡𝑃𝑛𝑥, ∈ ℋ(𝑘), ∈ R.

Список литературы Асимптотика собственных значений разностного оператора с растущим потенциалом и полугруппы операторов

  • Баскаков, А. Г. Гармонический анализ линейных операторов/А. Г. Баскаков. -Воронеж: Изд-во ВГУ, 1987. -165 c.
  • Баскаков, А. Г. Методы абстрактного гармонического анализа в теории возмущений линейных операторов/А. Г. Баскаков//Сиб. мат. журн. -1983. -Т. 24, № 1. -C. 21-39.
  • Баскаков, А. Г. Метод подобных операторов в спектральном анализе несамосопряженного оператора Дирака с негладким потенциалом/А. Г. Баскаков, А. В. Дербушев, А. О. Щербаков//Изв. РАН. Сер.: Математическая. -2011. -Т. 75, № 3. -C. 3-28.
  • Баскаков, А. Г. Метод подобных операторов в спектральном анализе оператора Хилла с негладким потенциалом/А. Г. Баскаков, Д. М. Поляков//Мат. сб. -2017. -Т. 208, № 1. -C. 3-47.
  • Баскаков, А. Г. Оценка функции Грина и параметров экспоненциальной дихотомии гиперболической полугруппы операторов и линейных отношений/А. Г. Баскаков//Мат. сб. -2015. -Т. 206, № 8. -C. 23-62.
  • Баскаков, А. Г. Спектральный анализ возмущенных неквазианалитических и спектральных операторов/А. Г. Баскаков//Изв. РАН. Сер.: Математическая. -1994. -Т. 54, № 4. -C. 3-32.
  • Баскаков, А. Г. Теорема о расщеплении оператора и некоторые смежные вопросы аналитической теории возмущений/А. Г. Баскаков//Изв. АН СССР. Сер.: Математическая. -1986. -Т. 50, № 3. -C. 435-457.
  • Гаркавенко, Г. В. Метод подобных операторов в исследовании спектральных свойств одного класса разностных операторов/Г. В. Гаркавенко, Н. Б. Ускова//Вестник ВГУ. Серия Физика-Математика. -2016. -№ 3. -C. 101-111.
  • Гаркавенко, Г. В. Метод подобных операторов в спектральном анализе разностного оператора с растущим четным потенциалом/Г. В. Гаркавенко, Н. Б. Ускова, А. Р. Зголич//Научные ведомости БелГУ. Серия: Математика. Физика. -2016. -Вып. 44. -№ 20 (241). -C. 42-49.
  • Гаркавенко, Г. В. Спектральный анализ одного класса разностных операторов с растущим потенциалом/Г. В. Гаркавенко, Н. Б. Ускова//Изв. Сарат. ун-та. Нов. Сер. Математика. Механика. Информатика. -2016. -Т. 16, № 4. -C. 395-402.
  • Гаркавенко, Г. В. Спектральный анализ разностных операторов второго порядка с растущим потенциалом/Г. В. Гаркавенко, Н. Б. Ускова//Таврический вестник информатики и математики. -2015. -Т. 28, № 3. -C. 40-48.
  • Мусилимов, В. Оценка наименьшего собственного значения одного класса матриц, соответствующего разностному уравнению Штурма -Лиувилля/В. Мусилимов, М. Отелбаев//Журн. вычисл. мат. и математ. физики. -1981. -Т. 21, № 6. -C. 1430-1434.
  • Поляков, Д. М. Спектральные свойства одномерного оператора Шр¨едингера/Д. М. Поляков//Вестник ВГУ. Серия: Физика-Математика. -2016. -№ 2. -C. 146-152.
  • Ускова, Н. Б. О спектральных свойствах одного дифференциального оператора второго порядка с матричным потенциалом/Н. Б. Ускова//Дифференциальные уравнения. -2016. -Т. 52, № 5. -C. 557-567.
  • Ускова, Н. Б. О спектральных свойствах оператора Штурма -Лиувилля с матричным потенциалом/Н. Б. Ускова//Уфим. мат. журн. -2015. -Т. 7, № 3. -C. 88-99.
  • Хилле, Э. Функциональный анализ и полугруппы/Э. Хилле. -М.: Изд-во иностр. лит., 1962. -830 c.
  • Шелковой, А. Н. Асимптотика собственных значений дифференциального оператора с нелокальными краевыми условиями/А. Н. Шелковой//Научные ведомости БелГУ. Серия: Математика. Физика. -2016. -Т. 13 (234), № 43. -C. 73-80.
  • Engel, K.-J. One-parameter semigroups for linear evolution equations/K.-J. Engel, R. Nagel. -New York; Berlin; Heidelberg: Springer-Verlag, 1999. -609 p.
Еще