设$H_k (k=1, 2, \cdots)$表示在单位圆盘$U=\{z:|z|<1\}$内解析函数$f(z)=z+a_{k+1}z^{k+1}+\cdots$的全体构成的类; 以$P_k(\tau)(0\leq\tau<1)$表示$U$内解析并满足条件Re$p(z)>\tau$的所有正实部函数$p(z)=1+p_kz^k+\cdots$的全体; 用$S^*_k{(\tau)}$和$K_k(\tau)$分别表示$H_k$中的$\tau$级星象函数类和$\tau$级凸象函数类.若存在$g(z)\in S^*_k{(\tau)}$, 使得$\frac{zf'(z)}{g(z)}\in P_k(\tau)$则称$f(z)$为$\tau$级近于凸函数, 其全体记为$C_k(\tau)$.
以$\bar{P}_k{(\beta)} (\beta>1)$表示$U$内解析并满足Re$p(z)<\beta$的所有函数$p(z)=1+p_kz^k+\cdots$的全体.若函数$f(z)\in H_k$满足条件$\frac{zf'(z)}{f(z)}\in \bar{P}_k(\beta)$, 则称$f(z)$属于类函数$M_k(\beta)$; 若函数$f(z)\in H_k$满足条件$\frac{(zf'(z))'}{f'(z)}\in \bar{P}_k(\beta)$, 则称$f(z)$属于函数类$N_k(\beta)$; 用$\bar{C}M_k(\beta)$和$\bar{C}N_k(\beta)$分别定义$H_k$中两个子类:
显然$f(z)\in N_k(\beta)\Leftrightarrow zf'(z)\in M_k(\beta), f(z)\in \bar{C}N_k(\beta)\Leftrightarrow zf'(z) \in \bar{C}M_k(\beta).$
文[1-3]中讨论了函数类$\bar{K}_1(\beta)$和$\bar{S}_1^*(\beta)$的性质.
设
则用$(f*g)(z)$表示$f(z)$和$g(z)$的Hadamard卷
Carlson和Shaffer在文[4]中引进比$D^{\lambda}$更为广泛的线性算子$L(a, c)$.设
其中$(\xi)_n=\frac{\Gamma(\xi+n)}{\Gamma(\xi)}$.由文[4]知$L(a, c)$是$H_k$到自身$H_k$的连续映射, 还容易得到
另外, 对$c>a>0, L(a, c)f(z)$有积分表达式
其中$\eta$是$B$分布$d \eta(a, c-a)(u)=[u^{a-1}(1-u)^{c-a-1} / B(a, c-a)]du. $如果$a\neq0, -1, -2, \cdots$, 则$L(a, c)$存在连续逆映射$L(c, a)$, 从而$L(a, c)$是$H_k$到自身$H_k$的双方单值映射, 显然
设$F(a, b;c;z)$为超几何分布函数:
显然有
令
Choi等人在文献[5]中引进Choi-Saigo-Srivastava算子$L_{\lambda, \mu}:H_k\rightarrow H_k$,
其中函数$f_{\lambda, \mu}$满足条件
特别地, $L_{0, 2}=zf', L_{1, 2}f=f$.从(1.1) 式和(1.5) 式得到[6]
由(1.7) 式得到[6]
文[6, 8]中分别用$L_{\lambda, \mu}$算子引进函数类:
定义A[6] 若函数$f(z)\in H_k$满足条件
则称$f(z)$属于$K(\lambda, \mu)(\tau)$中.
定义B[8] 若函数$f(z)\in H_k$满足条件
则称$f(z)$属于$V_{k, \lambda}(\alpha, \tau)$中.
定义C[8] 设函数$f(z)\in H_k$, 若存在函数$g(z)\in V_{k, \lambda}(\alpha, \tau)$, 使得
则称$f(z)$属于$Q_{k, \lambda}(\alpha, \tau, \eta)$中.
文[6]中利用算子$L_{\lambda, \mu}$研究函数类$K(\lambda, \mu)(\tau)$的性质, 得到类中函数的包含关系、偏差定理, 给出了类中函数的系数不等式和Hadamard乘积性质;作者在文[7]中引进并讨论函数类
的性质, 在文[8]中进一步推广文献[7]中函数类, 利用算子理论研究函数类的$Q_{k, \lambda}(\alpha, \tau, \eta)$性质, 得到类中函数的积分表达式, 偏差定理, 给出了类中函数的近于凸半径和卷积性质.
本文中利用算子$L_{\lambda, \mu}$引进如下函数类:
定义1 若函数$f(z)\in H_k$满足条件
则称$f(z)$属于$\bar{V}_{k, \lambda, \mu}(\alpha, \beta)$中.
定义2 设函数$f(z)\in H_k$, 若存在函数$g(z)\in \bar{V}_{k, \lambda, \mu}(\alpha, \beta)$, 使得
则称$f(z)$属于$\bar{Q}_{k, \lambda, \mu}(\alpha, \beta, \rho)$中.显然
本文研究函数类$\bar{Q}_{k, \lambda, \mu}(\alpha, \beta, \rho)$, 导出类中函数的积分表达式;借助算子理论建立该类中函数的偏差定理, 讨论类中函数的卷积性质和近于凸半径.
利用算子(1.7) 式, 可将(1.8) 是和(1.9) 式写成
和
引理2.1 设$p(z)\in \bar{P}_{k}(\beta) (\beta>1)$, 则存在$X=\{ x:|x|=1\}$上连续的概率测度$\mu(x)$, 使得
证 由$p(z)\in \bar{P}_k(\beta)$可知, Re$\Big(\frac{\beta-p(z)}{\beta-1}\Big)>0$, 利用正实部函数的Herglots表示公式[9]得
由此推出(2.1) 式成立.
利用引理2.1, 结合算子$L_{\lambda, \mu}$的可逆性, 用文[8]中相同的方法不难证明:
定理2.1 设$\alpha>0, \beta>1$, 若$g(z)\in \bar{V}_{k, \lambda}(\alpha, \beta)$, 则存在$X=\{ x:|x|=1\}$上连续的概率密度$\eta(x)$, 使得
或存在$p(z)\in \bar{P}_k(\beta)$, 使得$g(z)=L(\lambda+1, \mu)\Big\{\frac{1}{\alpha z^{\frac{1}{\alpha}-1}}\int_0^z t^{\frac{1}{\alpha}-1}p(t)dt\Big\}.$对于固定的$\lambda, \alpha, \beta$, 函数类$\bar{V}_{k, \lambda, \mu}(\alpha, \beta)$与$X$上左连续的概率测度连续点$\eta(x)$以上述关系构成一一对应.
定理2.2 函数$f(z)\in \bar{Q}_{k, \lambda, \mu}(\alpha, \beta, \rho)$当且仅当存在$X=\{x:|x|=1\}$上左连续的概率测度$\eta(x)$, $\mu(x)$, 使得
当$\lambda=0, \mu=1$时,
对于固定的$\lambda, \alpha, \mu, \rho$, 函数类$\bar{Q}_{k, \lambda, \mu}(\alpha, \beta, \rho)$与$X$上左连续的概率测度点$\Big\{\Big (\eta(x), \mu(x)\Big)\Big\}$以上述关系式(2.3) 构成一一对应.
证 设$f(z)\in\bar{Q}_{k, \lambda, \mu}(\alpha, \beta, \rho)$, 则存在$g(z)\in \bar{V}_{k, \lambda, \mu}(\alpha, \beta)$, 使得
由定理1, 可得
其中$\eta(x)$为$X$上左连续的概率测度.
由引理2.1得
其中$\mu(x)$为$X$上左连续的概率测度.
由(2.5), (2.6) 两式推出
利用$L(\mu, \lambda+1)$算子的可逆性, 从上式即得(2.3) 式, 反之亦然;当$\lambda=0$时, (2.3) 式变为(2.4) 式.对于固定的$\lambda, \mu, \alpha, \beta, \rho$, 因$\big\{\big(\eta(x), \mu(x)\big)\big\}$与$\bar{P}_k\times\bar{P}_k$之间构成一一对应, 而$\bar{P}_k\times\bar{P}_k$与函数类$\bar{Q}_{k, \lambda, \mu}(\alpha, \beta, \rho)$之间也是一一对应, 这表明定理的后一个结论为真.
引理3.1[10] 设$p(z)=1+p_kz^k+\cdots\in P_k(0)(z\in U, k\geq1)$, 则对$|z|=r<1$, 有
若Re $p(z)<\beta(\beta>1)$, 置$q(z)=\frac{\beta-p(z)}{\beta-1}$, 则Re $q(z)>0$, 且$p(z)=\beta-(\beta-1)q(z)$, 于是由引理3.1推出
引理3.2 设$p(z)=1+p_kz^k+\cdots\in\bar{P}_k(\beta>1, z\in U, k\geq1)$, 则对$|z|=r<1$, 有
定理3.1 设$\alpha>0, \beta>1, \rho>1, f(z)\in\bar{Q}_{k, \lambda, \mu}(\alpha, \beta, \rho)$, 则对$|z|=r<1$, 有
证 设$f(z)\in \bar{Q}_{k, \lambda, \mu}(\alpha, \beta, \rho)$, 则存在$g(z)\in\bar{V}_{k, \lambda, \mu}(\alpha, \beta)$, 使得
则Re$ q(z)<\rho$.
首先证明$|L(\mu, \lambda+1)g(z)|$的偏差性质, 因$g(z)\in \bar{V}_{k, \lambda, \mu}(\alpha, \beta)$存在Re $p(z)<\beta$.由引理3.2, 有
因为
且
由(3.2), (3.3) 式和引理3.2以及引理2.1, 得到
再利用(3.4) 式即得(3.1) 式.证毕
对函数
分别取$z=re^{i\frac{\pi}{k}}, z=r$时不等式(3.1) 式的等号成立.
引理4.1[11] 设$\varphi(z), g(z)$在$U$内解析, 满足$\varphi(0)=h(0), \varphi'(0)\neq0, h'(0)\neq0$, 并且对每个适合$|\sigma|=|\tau|=1$的复数$\sigma, \tau$, 有
设$F(z)$在$U$内解析, 且Re $F(z)>0(0<|z|<1)$, 则
定理4.1 设$\sigma, \tau$满足$|\sigma|=|\tau|=1$的复数,
在$U$内解析, 且$\varphi(z)*\frac{1+\tau\sigma z}{1-\sigma }z\neq0 (0<|z|<1), $则$f*\phi(z)\in\bar{Q}_{k, \lambda, \mu}(\alpha, \beta, \rho)$.
证 (i)先证明$g*\phi(z)\in \bar{V}_{k, \lambda, \mu}(\alpha, \beta)$.设
则$F(z)$在$U$内解析, 且Re$F(z)>0(z\in U), \varphi*h(z)=z.$
由于
利用引理4.1, 得
即
从而$g*\phi(z)\in \bar{V}_{k, \lambda, \mu}(\alpha, \beta)$.
(ii)下面要证明$f*\varphi(z)\in \bar{Q}_{k, \lambda, \mu}(\alpha, \beta, \rho)$, 设$f(z)\in \bar{Q}_{k, \lambda, \mu}(\alpha, \beta, \rho)$.
则$p(z)$在$U$内解析, 且Re$(p(z)>0)(z\in U), \varphi*h(z)=z$.由于
注意到
由(4.3) 式得到
其中由(i)可知$\phi *{\rm{ g(z)}} \in {\overline V _{k,\lambda ,\mu }}(\alpha ,\beta )$.故$f*\varphi(z)\in\bar{Q}_{k, \lambda, \mu}(\alpha, \beta, \rho)$.
从引理3.2得到函数类$\bar{P}_k(\beta)$与$P_k(\tau)(0\leq\tau<1)$的包含关系.
引理5.1设 $\beta>1, z\in U, k \in N, p(z)=1+p_kz^k+\cdots\in\bar{P}_k(\beta)$, 则对$|z|=r<r_1$, 有
其中
由文[12]给出$P_{\tau, k}$和$P_k(\tau)$一种关系.
若$q(z)=\frac{1}{p(z)}, p(z)\in P_{\tau, k}$, 则$q(z)\in P_k(\tau)$且
引理5.2[12] 设$p(z)\in P_{\tau, k}(0\leq\tau<1)$, 则
利用(5.3) 式和引理5.2容易推出
引理5.3 设$q(z)\in P_k(\tau)(0\leq\tau<1)$, 则对$|z|=r<1$, 有
定理5.1 设$\alpha>0, \beta>1, \rho>1, k\geq2, f(z)\in \bar{Q}_{k, \lambda, \mu}(\alpha, \beta, \rho)$, 则函数$L(\mu, \lambda+1)f(z)$在$|z|<R=\min\{ r_1, r_2\}$内是属于$\bar{C}M_k(\rho)$, $r_1$由(5.2) 式确定, $r_2$为方程
的最小正跟, 其中
证 设$f(z)\in\bar{Q}_{k, \lambda, \rho}(\alpha, \beta, \mu)$, 存在函数$g(z)\in\bar{V}_{k, \lambda, \mu}(\alpha, \beta)$.
下面只要证明$L(\mu, \lambda+1)g(z)$在$|z|<R$内属于$M_k(\rho)$即可.令
则$F(z)$在$U$内解析.若$g(z)\in\bar{V}_{k, \lambda, \mu}(\alpha, \beta)$, 则利用定理2.1和引理5.1, 存在$ p(z)\in\bar{P}_k(\beta)$, 使得
利用(5.7) 和(5.8) 式和引理5.3, 得到
若
则
(5.8) 式等价于
设$\varphi(r)=(\rho-1)-2[m(\rho-1)+k(1-m)]r^k-(\rho-1)(1-2m)r^{2k}$, 则$\varphi(r)$在$[0, 1]$内连续, 且$\varphi(0)=\rho-1>0$, $\varphi(1)=-2k(1-m)<0$, 所以方程(5.5) 的最小正根$r_2$在$(0, 1)$内, 取$R=\min\{r_1, r_2 \}$, 则函数$L(\mu, \lambda+1)g(z)$在$M_k(\rho)$内属于, 由此推出$L(\mu, \lambda+1)f(z)$在$|z|<R$内属于$\bar{C}M_k(\rho)$.
注 在定理(2.1) 至定理(5.1) 中分别取$\lambda=0, \lambda=1$时, 就得到函数类$\bar{Q}_{k, 0, 2}(\alpha, \beta, \rho)$和$\bar{Q}_{k, 1, 2}(\alpha, \beta, \rho)$中函数的相应的结果.