1990年, Torchinsky和Wang[1]证明了$\mu_{\Omega}$的加权有界性.随后, Chen等[2]得到了当$\Omega$在$S^{n-1}$上满足一类$L^{r}-{\hbox{Dini}}(r\geq1)$条件时, 对某些$p\leq1$, 带变量核的奇异积分算子是$H^{p}$到$L^{p}$有界的.随后, Ding等[3, 4]得到了带变量核的Marcinkiewicz算子的$L^{p}$有界性. 2005年, 陈冬香等[5]讨论了带粗糙核的Marcinkiewicz算子在Herz空间上的有界性. 2010年, 陶双平等[6]讨论了带变量核的Marcinkiewicz算子在齐次Morrey-Herz空间上的有界性. 2010年, 肖强等[7]讨论了带粗糙核的Marcinkiewicz算子在加权Morrey-Herz空间上的有界性.受此启发, 本文讨论了带变量核的Marcinkiewicz算子在加权Herz空间上的有界性.为此先介绍相关的定义.
记$S^{n-1}$为${\mathbb{R}}^{n}(n\geq2)$中的单位球面, $d\sigma$表示单位球面上的Lebesgue测度, 称定义在${\mathbb{R}}^{n}\times{\mathbb{R}}^{n}$上的函数$\Omega(x, z)\in{L^{\infty}({\mathbb{R}}^{n})\times L^{r}(S^{n-1})}(r\geq1)$是指
其中$z'=\dfrac{z}{|z|}, z\in{\mathbb{R}}^{n}\backslash\{0\}, \Omega$是零阶齐次的是指
设$\Omega$满足消失矩条件:
设$b\in BMO({\mathbb{R}}^{n})$, 带变量核的Marcinkiewicz积分算子与$b$生成的交换子$\mu_{\Omega}^{b}$定义为
加权Herz空间定义如下:
定义[8] 设$0<\alpha<\infty, 0<p<\infty, 1\leq q<\infty, $且$\omega_{1}, \omega_{2}$是非负权函数, 加权Herz空间$K^{\alpha, p}_{q}(\omega_{1}, \omega_{2})$的定义为
其中
这里, $B_{k}=\{x\in{\mathbb{R}}^{n}:|x|\leq2^{k}\}, C_{k}=B_{k}\backslash~B_{k-1}, k\in\mathbb{Z}, \chi_{k}=\chi_{C_{k}}(x)$为集合$C_{k}$的特征函数, 并记$f_{k}=f\chi_{k}.$
本文中$C$在不同的地方表示不同的正常数.
为了证明本文定理, 需要以下引理:
引理 2.1[9] 如果$\omega\in A_{p}, 1\leq p<\infty, $则存在常数$C>0$及$0<\delta<1, $使得对任意$k, j\in\mathbb{Z}, $有
(ⅰ) $\forall k>j, \dfrac{\omega(B_{k})}{\omega(B_{j})}\leq C\dfrac{|B_{k}|}{|B_{j}|};$
(ⅱ) $\forall k\leq j, \dfrac{\omega(B_{k})}{\omega(B_{j})}\leq C(\dfrac{|B_{k}|}{|B_{j}|})^{\delta};$
(ⅲ) $\forall j, \omega(B_{j})\leq C|B_{j}|essinf\{\omega(y):y\in B_{j}\}.$
引理 2.2[10] 设核函数$\Omega$满足(1)-(3) 式, $a>0, 1<r\leq\infty, 0<d\leq r$且$-\frac{n}{d}+\frac{(n-1)}{r}<\beta<\infty, $则
引理 2.3 [10] 设核函数$\Omega$满足(1)-(3) 式, $a>0, 1<r\leq\infty, 0<d\leq r$且$\beta<-\frac{n}{d}.$则
引理 2.4 [11] 设核函数$\Omega$满足(1)-(3) 式, 对$1\leq q<\infty, $权函数$\omega\in A_{q}, $则存在常数$C>0, $使得$\big\|\mu_{\Omega}^{b}(f)\big\|_{L^{q}(\omega)}\leq C\big\|b\big\|_{{\hbox{BMO}}}\big\|f\big\|_{L^{q}(\omega)}$对任意的$f\in L^{q}(\omega)$成立.
定理 设核函数$\Omega$满足(1)-(3) 式, $0<p<\infty, 1<q<\infty, 0<r\leq\infty, \delta$为引理2.1中的常数且权函数$\omega_{1}, \omega_{2}\in A_{1}, $若$r'<q$且$n(\dfrac{1}{\delta r'}-\dfrac{1}{q})<\alpha<n(\dfrac{1}{r'}-\dfrac{1}{q})+\dfrac{1}{r}, b\in {\hbox{BMO}}, $则带变量核的~Marcinkiewicz~积分算子与函数$b$生成的交换子$\mu_{\Omega}^{b}$在加权Herz空间$K^{\alpha, p}_{q}(\omega_{1}, \omega_{2})$上有界.
证 只需证明存在常数$C>0, $使得$\big\|\mu_{\Omega}^{b}(f)\big\|_{K^{\alpha, p}_{q}(\omega_{1}, \omega_{2})}\leq C\big\|b\big\|_{{\hbox{BMO}}}\big\|f\big\|_{K^{\alpha, p}_{q}(\omega_{1}, \omega_{2})}$对任意的$f\in K^{\alpha, p}_{q}(\omega_{1}, \omega_{2})$成立.
设$f\in K^{\alpha, p}_{q}(\omega_{1}, \omega_{2}), $记$f(x)=\sum\limits_{j=-\infty}^{\infty}f(x)\chi_{j}(x)=\sum\limits_{j=-\infty}^{\infty}f_{j}(x).$于是
首先考虑$U_{2}, $由引理2.1及引理2.4知
为了考虑$U_{1}, $我们首先估计$\big\|\mu_{\Omega}^{b}(f_{j})\chi_{k}\big\|_{L^{q}(\omega_{2})}, $有
记$b_{k}=\dfrac{1}{|B_{k}|}\int_{B_{k}}|b(y)|dy, $首先考虑$\{\int_{C_{k}}|b(x)-b_{k}|^{q}\omega_{2}(x)dx\}^{\frac{1}{q}}.$取适当的$s, $使得$s>q, $且$\omega_{2}(x)$关于指数$\dfrac{s}{s-q}$满足反向Hölder不等式.由Hölder不等式及反向Hölder不等式得
注意到$x\in C_{k}, y\in C_{j}, j\leq k-2, $则$|x-y|\sim|x|, $且$\big|\dfrac{1}{|x-y|^{2}}-\dfrac{1}{|x|^{2}}\big|\leq C\dfrac{|y|}{|x-y|^{3}}.$由$r'<q, $我们可选取适当的$\beta:-\frac{1}{r}<\beta<0, $使得$\alpha<-\beta-\frac{n}{q}+\frac{n}{r'}<n(\frac{1}{r'}-\frac{1}{q})+\frac{1}{r}, $由引理2.2及Minkowski不等式得
对$A_{1}, $有
对$A_{2}, $注意到$|b_{k}-b_{j}|\leq C(k-j)\big\|b\big\|_{{\hbox{BMO}}}, $有
对$A_{3}, $有
从而
对$B, $类似于$A$的估计方法, 得
对$B_{1}, $有
对$B_{2}, $注意到$|b_{k}-b_{j}|\leq C(k-j)\big\|b\big\|_{{\hbox{BMO}}}, $有
对$B_{3}, $有
故根据引理2.1(i), 可得
当$0<p\leq1$时, 利用$(\sum\limits_{j=-\infty}^{\infty}|a_{j}|)^{p}\leq\sum\limits_{j=-\infty}^{\infty}|a_{j}|^{p}, $可得
当$1<p<\infty$时, 利用Hölder不等式, 可得
最后考虑$U_{3}, $首先估计$\big\|\mu_{\Omega}^{b}(f_{j})\chi_{k}\big\|_{L^{q}(\omega_{2})}, $有
注意到$x\in C_{k}, y\in C_{j}, j\geq k+2, $则$|x-y|\sim|y|, $且$\big|\dfrac{1}{|x-y|^{2}}-\dfrac{1}{|y|^{2}}\big|\leq C\dfrac{|x|}{|x-y|^{3}}.$由$r'<q, $我们可选取适当的$\beta:-n-\frac{1}{r}<\beta<-n, $使得$\alpha>-\frac{\beta}{\delta}-\frac{n}{q}-\frac{n}{\delta r}>n(\frac{1}{\delta r'}-\frac{1}{q}), $类似于$A$与$B$的估计方法, 由引理2.3及Minkowski不等式得
故由引理2.1(ⅱ), 可得
从而完成了定理的证明.