设D是单位圆, $H(D)$表示D上的解析函数全体, $H^{\infty}$表示D上的有界解析函数类, 并赋以范数$||f||_{\infty}=\sup\{|f(z)|: \ z\in D\}$; dv为标准体测度, 满足$\displaystyle{\int_{D}dv(z)=1}$.
设$\alpha>0$, α-Bloch型空间$\beta_{\alpha}$和对数权Bloch型空间$\beta_{L}$分别定义如下:
设$\gamma>-1$和$p>0$, D上加权Bergman空间定义如下:
$A_{\gamma }^{p}=\left\{ f:\ f\in H\left(D\ \right)\ \right.$且${{\left\| f \right\|}_{A_{\gamma }^{p}}}=\left. {{\left(\int_{D}{{{\left| f\left(z \right) \right|}^{p}}d{{v}_{\gamma }}\left(z \right)} \right)}^{\frac{1}{p}}} < \infty \right\}$,
这里$dv_{\gamma}(z)=c_{\gamma}(1-|z|^{2})^{\gamma}\ dv(z)$, 常数$c_{\gamma}$满足$\displaystyle{\int_{D}dv_{\gamma}(z)=1}$.当$\gamma=0$时$A_{\gamma}^{p}$就是Bergman空间$A^{p}$.
设$u\in H(D)$, $\varphi$为D上的解析自映射, X和Y为两个解析函数空间, 则X到Y的加权复合算子$uC_{\varphi}$定义如下:
当$u(z)=1$时就是复合算子$C_{\varphi}$; 当$\varphi(z)=z$时就是乘子算子$M_{u}$.
在上世纪九十年代, Madigan和Matheson在文献[1]和[2]中研究了D上Lipschitz空间、Bloch空间和小Bloch空间上复合算子$C_{\varphi}$的有界性和紧性问题, 他们证明了$C_{\varphi}$在Bloch空间上总是有界的和$C_{\varphi}$在小Bloch空间上有界当且仅当$\varphi$在小Bloch空间中等结论; 在2000年, 史济怀先生和罗罗博士在文献[3]中将Bloch空间的结论推广到了$C^{n}$中的齐性域上; 接下来在2001年, Ohno和赵如汉在文献[4]中就Bloch空间和小Bloch空间讨论了加权复合算子的有界性和紧性, 给出了比较完整的结果; 在2003年, 张学军在文献[5]中讨论了p-Bloch空间和q-Bloch空间之间加权复合算子为有界算子和紧算子的条件, 获得了较好的结果但尚不完整; 在2007年, 叶善力在文献[6]中探讨了单位圆中对数权Bloch型空间$\beta_{L}$与$\alpha$-Bloch型空间$\beta_{\alpha}$之间加权复合算子的问题, 他给出了如下结果.
定理A 设$\alpha>0$, u在单位圆D上解析, $\varphi$是D上的解析自映射, 则$uC_{\varphi}$是$\beta_{L}$到$\beta_{\alpha}$的有界算子之充要条件为
且
定理B 设$\alpha>0$, u在单位圆D上解析, $\varphi$是D上的解析自映射, $uC_{\varphi}$是$\beta_{L}$到$\beta_{\alpha}$的有界算子, 则$uC_{\varphi}$是$\beta_{L}$到$\beta_{\alpha}$的紧算子之充要条件为
实际上, 当$\alpha < 1$时上述两定理讨论的是大空间到小空间的问题, 若$\varphi$为D上的自同构, 则u必须恒为0, 真正意义较大的是$\alpha\geq1$时, 在讨论中发现, 当$\alpha>1$时定理A和定理B中的这两个条件不是独立的.另外, 紧算子的确先是有界算子, 但有界性也是要通过u和$\varphi$满足一定条件来刻画的, 所以定理B中可以不必先给一个有界性的先决条件, 而是通过u和$\varphi$直接进行刻画, 如果$||\varphi||_{\infty} < 1$的话, 定理B中后两个条件是不存在的, 因而紧性条件可以视$||\varphi||_{\infty} < 1$和$||\varphi||_{\infty}=1$而定.本文的主要工作就是给出了$\alpha>1$时, 定理A中较简捷的充要条件和定理B中不同的充要条件.
本文中c、$c_{1}$、$c_{2}$、$c_{3}$等表示与变量z、w等无关的常数, 为方便起见, 不同的位置可以表示不同的数.
引理2.1 设$\alpha>1$, u在D上解析, $\varphi$是D上的解析自映射.
(1) 若$ \displaystyle{\begin{array}{*{20}{c}}{{\rm{sup}}}\\{z \in D}\end{array}(1-|z|^{2})^{\alpha-1}\left(\ln\ln\frac{4}{1-|\varphi(z)|^{2}}\right)|u(z)|=M < \infty\, }$则有
(2) 若$ \displaystyle{\lim_{|z|\rightarrow 1-0}(1-|z|^{2})^{\alpha-1}\left(\ln\ln\frac{4}{1-|\varphi(z)|^{2}}\right)|u(z)|=0, }$则有
证 (1) 因为当$0\leq x < 1$时,
且连续, 又
这样就有
此外, 对任何复数$|\xi|\geq 1$, 就对数主支($\ln1=0$)有
以及对任意$z\in D$和$k\geq 2$有
当$\displaystyle\begin{array}{*{20}{c}}{{\rm{sup}}}\\{z \in D}\end{array}(1-|z|^{2})^{\alpha-1}\left(\ln\ln\frac{4}{1-|\varphi(z)|^{2}}\right)|u(z)|=M < \infty$时, 对任意$w\in D$, 令
由上式和(2.1)-(2.3) 式知
这样对一切$\gamma>\alpha-2$有$F_{w}\in A_{\gamma}^{1}$, 由文献[7]中的定理2.2 ($n=1$的情形)知
根据文献[8]中命题1.4.10 ($n=1$的情形)可得
在(2.4) 式中取$z=w$经过计算并结合Pick引理可得
由w的任意性可知
(2) 由$ \displaystyle{\lim_{|z|\rightarrow 1-0}(1-|z|^{2})^{\alpha-1}\left(\ln\ln\frac{4}{1-|\varphi(z)|^{2}}\right)|u(z)|=0} $知, 对任意$\varepsilon>0$, 存在$0 < r_{0} < 1$, 当$r_{0} < |z| < 1$时, 有
当$|\xi|\leq r_{0}$时, 由(2.2)-(2.3) 式应用到(1) 中的$F_{w}$可得
根据(2.6)-(2.7) 式和文献[8]中命题1.4.10($n=1$的情形)有
当$r_{0} < |w| < 1$时, 在上式中取$z=w$经整理就有
从而
由$\varepsilon$的任意性可知
定理2.2 设$\alpha>1$, u在单位圆D上解析, $\varphi$是D上的解析自映射, 则$uC_{\varphi}$是$\beta_{L}$到$\beta_{\alpha}$的有界算子之充要条件为
证 若(2.9) 式成立, 设
对任意$f\in \beta_{L}$, 由文献[6]中的引理2.1、Pick引理以及(2.9) 式和引理2.1中的(2.5) 式可得
这样可得
因此$uC_{\varphi}$是$\beta_{L}$到$\beta_{\alpha}$的有界算子.反之, 若$uC_{\varphi}$是$\beta_{L}$到$\beta_{\alpha}$的有界算子, 则$||uC_{\varphi}f||_{\alpha}\leq ||uC_{\varphi}||.||f||_{L}$对$f\in \beta_{L}$成立.
对任意$w\in D$, 取
记$t=|\varphi(w)|$和$\theta=\arg\overline{\varphi(w)}$及$z_{1}=e^{i\theta}z$, 由(2.2) 式及文献[6]中的引理2.3-2.4得
这样$||f_{w}||_{L}\leq 8+\ln\ln4.$因此$||uC_{\varphi}f_{w}||_{\alpha}\leq(8+\ln\ln4)||uC_{\varphi}||$.再由文献[5]中引理2.3可得, 对一切$z\in D$有
在(2.10) 式中取$z=w$就有
根据w的任意性可知(2.9) 式成立.
定理2.3 设$\alpha>1$, u在单位圆D上解析, $\varphi$是D上的解析自映射, 则$uC_{\varphi}$是$\beta_{L}$到$\beta_{\alpha}$的紧算子之充要条件为:当$||\varphi||_{\infty} < 1$时$u\in \beta_{\alpha}$; 当$||\varphi||_{\infty}= 1$时$u\in \beta_{\alpha}$且
和
同时成立.
证 若$uC_{\varphi}$是$\beta_{L}$到$\beta_{\alpha}$的紧算子, 取$f=1\in \beta_{L}$, 立即可得$u\in \beta_{\alpha}$.
当$||\varphi||_{\infty}=1$时, 设$\{z_{n}\}\subset D$是任意一个使得$\displaystyle{|\varphi(z_{n})|\rightarrow 1} \ \ (n\rightarrow\infty)$的序列, 令
则$\{f_{n}\}$在D的任一紧子集上一致收敛于0, 且利用(2.1)-(2.3) 式以及文献[6]中引理2.3-2.4经计算可得$||f_{n}||_{L}\leq 16M_{0}+\ln\ln 4$, 这样
由文献[5]中引理2.3可得, 对一切$z\in D$有
这表明(2.11) 式成立.
另一方面, 经计算且令$z=z_{n}$并利用Pick引理及(2.11) 式可得, 当$n\rightarrow\infty$时,
这表明(2.12) 式成立.
反过来, 若$u\in \beta_{\alpha}$, 根据文献[5]中的引理2.3知$(1-|z|^{2})^{\alpha-1}|u(z)|\leq c||u||_{\alpha}$, 又由于$\varphi\in H^{\infty}\subset \beta_{1}$, 故$(1-|z|^{2})|\varphi'(z)|\leq ||\varphi||_{1}$对一切$z\in D$成立.
设$\{f_{n}\}$是$\beta_{L}$中任一有界序列且在D的任一紧子集上一致收敛于0, 则由Cauchy积分公式立即可得$\{f_{n}'\}$也在D的任一紧子集上一致收敛于0.当$||\varphi||_{\infty} < 1$时, 若$n\rightarrow\infty$, 则
这意味着$uC_{\varphi}$是$\beta_{L}$到$\beta_{\alpha}$的紧算子.
当$||\varphi||_{\infty}=1$时, 若还有(2.11)-(2.12) 式成立, 故对任意$\varepsilon>0$, 存在$0 < \delta < 1$, 当$\delta < |\varphi(z)| < 1$时,
记$\displaystyle{ K=\sup||f_{n}||_{L} }\, $则由文献[6]中的引理2.1、Pick引理以及(2.13)-(2.14) 式可得
由$\varepsilon$的任意性知