设$0<l<n, $分数次积分$I_l$定义为
考虑分数次积分$I_l$与局部可积函数$b$生成的交换子$\ {[b, I_l]}f(x) = \ b(x)I_l f(x) -I_l(bf)(x).$当${1}/{q}={1}/{p}-{l}/{n}, 1<p<{n}/{l}$时, Chanillo在文献[1]中证明了$[b, I_l]$是$L^p$到$L^q$有界的充分必要条件是$b\in$ BMO.当$b$属于加权Lipschitz空间$ {\hbox{Lip}}_{\beta}(\mu) (0<\beta<1)$时, 陈爱清等在文献[2]中研究了$[b, I_l]$在加权Hardy空间上的有界性质.当$b$属于Lipschitz空间${\rm Lip}_{\beta}(0<\beta<1)$时, 陆善镇等在文献[3]中研究了$[b, I_l]$在Herz型Hardy空间上的有界性质, 他们的主要结果是
设$0<l<n-\beta, 1<q_1, q_2<\infty, 1/q_2=1/q_1-(l+\beta)/n.$
(ⅰ)若$0<p<\infty, n(1-1/q_1)\leq \alpha<n(1-1/q_1)+\beta, $则$[b, I_l]$是从$H\dot{K}^{\alpha, p}_{q_1}$到$\dot{K}^{\alpha, p}_{q_2}$的有界算子;
(ⅱ)若$0<p\leq 1, \alpha=n(1-1/q_1)+\beta$, 则$[b, I_l]$是从$H\dot{K}^{\alpha, p}_{q_1}$到$W\dot{K}^{\alpha, p}_{q_2}$的有界算子.
本文的目的是研究当$b$属于加权Lipschitz函数空间时, $[b, I_l]$在加权Herz型Hardy空间上的有界性质, 得到了如下结果:
定理1.1 设$\mu\in A_1, b\in {\hbox{Lip}}_{\beta}(\mu)(0<\beta<1), 0<l<n-\beta$.若$0<p<\infty, 1<q_1, q_2<\infty, 1/q_2=1/q_1-(l+\beta)/n$, 则当$n(1-1/q_1)\leq \alpha<n(1-1/q_1)+\beta$时, $[b, I_l]$是从$H\dot{K}^{\alpha, p}_{q_1}(\mu, \mu)$到$\dot{K}^{\alpha, p}_{q_2}(\mu, \mu^{1-(1-{l}/{n})q_{_2}})$的有界算子.
定理1.2 设$\mu\in A_1, b\in {\hbox{Lip}}_{\beta}(\mu)(0<\beta<1), 0<l<n-\beta$.若$0<p\leq 1, 1<q_1, q_2<\infty, 1/q_2=1/q_1-(l+\beta)/n$, 则当$\alpha=n(1-1/q_1)+\beta$时, $[b, I_l]$是从$H\dot{K}^{\alpha, p}_{q_1}(\mu, \mu)$到$W\dot{K}^{\alpha, p}_{q_2}(\mu, \mu^{1-(1-{l}/{n})q_{_2}})$的有界算子.
称定义在$\mathbf{R}^n$上的局部可积函数$\mu$属于Muckenhoupt $A_1$权, 如果
其中$M$表示标准的Hardy-Littlewood极大算子.
设$k\in \mathbb{Z}$, 记$B_k=B(0, 2^k), C_k=B_k\backslash B_{k-1}, \chi_k=\chi_{_{C_k}}.$ $A_1$权函数具有下面性质
引理2.1 如果$\mu\in A_1, $则存在常数$C$以及$0<\delta<1$, 使得当$k<j$时,
当$k>j$时,
下面介绍加权Herz空间和加权Herz型Hardy空间的概念, 这些概念可参见文献[4-6].
定义2.1 设$\alpha\in \mathbf{R}, 0<p, q<\infty, \mu_1, \mu_2$为权函数, 齐次加权Herz空间定义为
其中
定义2.2 设$\alpha\in \mathbf{R}, 0<p, q<\infty, \mu_1, \mu_2$为权函数, 记$m_{j, \mu_2}(\lambda, f) =\mu_2(\{x\in C_j: |f(x)|>\lambda\}).$称$\mu_2$可测函数$f$属于齐次加权弱Herz空间, 如果
定义2.3 设$\alpha\in \mathbf{R}, 0<p, q<\infty, \mu_1, \mu_2$为权函数, 齐次加权Herz型Hardy空间定义为$H\dot{K}^{\alpha, p}_q(\mu_1, \mu_2)=\{f\in \mathcal{S}^{\prime}(\mathbf{R}^n): G(f)\in \dot{K}^{\alpha, p}_q(\mu_1, \mu_2)\}$且$\|f\|_{H\dot{K}^{\alpha, p}_q(\mu_1, \mu_2)} =\|G(f)\|_{\dot{K}^{\alpha, p}_q(\mu_1, \mu_2)} $, 其中$G(f)$为$f$的Grand极大函数.
当$\mu_1=\mu_2=1$时, 上述空间分别对应为齐次Herz空间, 齐次弱Herz空间以及齐次Herz型Hardy空间.
加权Herz型Hardy空间最重要的性质是中心原子分解.
定义2.4 设$\alpha\in \mathbf{R}, 1<q<\infty.$ $\mathbf{R}^n$上的函数$a$称为$(\alpha, q;\mu_1, \mu_2)$ -原子, 如果
(1) 存在$r>0, $使得supp$a\subset B(0, r);$
(2) $\|a\|_{L^q_{\mu_2}}\leq\mu_1(B)^{-\frac{\alpha}{n}};$
(3) 当$|\gamma|\leq [\alpha-n(1-1/q)]$时$\int_{R^n}a(x)x^\gamma dx=0.$
引理2.2[6] 设$0<p<\infty, 1<q<\infty, \alpha\geq n(1-1/q), \mu_1, \mu_2\in A_1. \ \mathbf{R}^n$上的分布函数$f$属于$H\dot{K}^{\alpha, p}_q(\mu_1, \mu_2)$当且仅当存在支集为$B_k$的中心$(\alpha, q;\mu_1, \mu_2)$ -原子$a_k$和常数$\lambda_k, \sum\limits_{k=-\infty}^{\infty}|\lambda_k|^p<\infty, $使得$f=\sum\limits_{k=-\infty}^{\infty}\lambda_ka_k$在分布意义下成立, 并且
其中下确界取自$f$的所有中心原子分解.
最后介绍加权Lipschitz空间及其性质.
定义2.5 设$\mu$为一个权函数, $1\leq p<\infty$, 一个局部可积函数函数$b$属于加权Lipschitz空间, 记为$b\in {\hbox{Lip}}_{\beta, p}(\mu)$, 如果
这里$b_B=|B|^{-1}\int_B b(x)dx$, 上确界取遍所有的$B\subset \mathbf{R}^n$.上式中$C$的最小下界称为$b$的Lip$_{\beta, p}(\mu)$范数, 记为$\|b\|_{{\hbox{Lip}}_{_{\beta, p}}(\mu)}$.
当$\beta=0$时, ${\hbox{Lip}}_{_{\beta, p}}(\mu)$即为加权BMO空间; 当$\mu=1$时, Lip$_{_{\beta, p}}(\mu)$即为通常的Lipschitz空间.由文献[7], 如果$\mu\in A_1$, 则对任意的$1\leq p\leq q<\infty$有$ Lip_{\beta, p}(\mu)= {\hbox{Lip}}_{\beta, q}(\mu)$, 并且其范数等价.由于在下文中所涉及的权函数均属于$ A_1$, 为方便起见, 我们总记$ {\hbox{Lip}}_{\beta, p}(\mu)$为$ {\hbox{Lip}}_\beta(\mu)$, 其范数记为$\|\cdot\|_{{\hbox{Lip}}_{_\beta}(\mu)}$.加权Lipschitz函数有如下性质.
引理2.3[8, 9] 设$1<q_{_1}, q_{_2}<\infty, 0<\beta<1, 0<l<n-\beta$且$1/q_{_2}=1/q_{_1}-(l+\beta)/n.$若$\mu\in A_1, $则$[b, I_l]$是$L^{q_{_1}}(\mu)$到$L^{q_2}(\mu^{1-(1-{l}/{n})q_{_2}})$有界的充分必要条件是$b\in {\hbox{Lip}}_{\beta}(\mu).$
引理2.4[2] 若$\mu\in A_1$, $b\in {\hbox{Lip}}_\beta(\mu), j>k$, 则$|{b_{{B_j}}} - {b_{{B_k}}}| \le C{\left\| b \right\|_{{\rm{Li}}{{\rm{p}}_\beta }(\mu )}}{2^{j\beta - k(n + \beta )}}\mu {({B_k})^{1 + \frac{\beta }{n}}}.$
由引理2.2, $f$可以分解为$f=\sum\limits_{k=-\infty}^{\infty}\lambda_ka_k$, 其中$a_k$为支集是$B_k$的中心$(\alpha, q_{_1};\mu, \mu)$ -原子, 并且$\sum\limits_{k=-\infty}^{\infty}|\lambda_k|^p<\infty.$所以
由$[b, I_l]$的$L^{q_{_1}}(\mu)$到$L^{q_2}(\mu^{1-(1-{l}/{n})q_{_2}})$有界性,
当$0<p\leq 1$时, 由引理2.1,
当$p>1$时, 由Hölder不等式以及引理2.1,
下面估计$M_1$.当$j> k+2$时,
注意到
所以
首先我们有
事实上, 取$t=(1-\frac{1}{q_2})\frac{n}{l+\beta}, $由于$\frac{1}{q_2}=\frac{1}{{{q_{_1}}}}-\frac{l+\beta}{n}, $所以$t>1$.由Hölder不等式以及$\mu\in A_1$,
再注意到
所以, 由引理2.4, 当$j> k+2$时,
从而可得
综合对$M_1$和$M_2$的估计, 得
再对$f$的所有中心原子分解取下确界即完成证明.
设$f=\sum\limits_{k=-\infty}^{\infty}\lambda_ka_k$, $a_k$是支集为$B_k$的中心$(\alpha, q_{_1};\mu, \mu)$ -原子, $\sum\limits_{k=-\infty}^{\infty}|\lambda_k|^p<\infty, $则
由对$M_2$的估计,
注意到$\alpha=n(1-\frac{1}{{{q_{_1}}}})+\beta, $类似于$M_1$中的估计, 当$j> k+2$时,
再注意到, 当$x\in C_j, j> k+2$时,
所以, 当$x\in C_j$时,
可选取$j_0\in\mathbb{Z}$, 使得
成立.易见, 若$j\geq j_0+1, $则
注意到$\mu^{1-(1-l/n)q_{_2}}(B_j)\leq C|B_j|^{(1-l/n)q_{_2}}\mu(B_j)^{1-(1-l/n)q_{_2}}$以及$1/q_2=1/q_1-(l+\beta) /n, \alpha=n(1-1/q_1)+\beta, 0<p\leq 1$, 因此
综合$N_1, N_2, N_3$的估计,
再对$f$的所有中心原子分解取下确界即完成定理1.2的证明.