设$ \mathbb{D} $为复平面$ \mathbb{C} $中的单位圆盘, $ H(\mathbb{D}) $为$ \mathbb{D} $上所有解析函数构成的集合, $ S(\mathbb{D}) $表示$ \mathbb{D} $上解析自映射构成的集合. 定义在$ \mathbb{D} $上的调和函数$ f $是复值函数且满足
记$ \mathcal{H}ar(\mathbb{D}) $为$ \mathbb{D} $上所有调和函数组成的集合. 由调和函数和解析函数的关系知$ f\in\mathcal{H}ar(\mathbb{D}). $当且仅当$ f $有唯一分解$ f=g+\overline{h} $, 其中$ g, h\in H(\mathbb{D}) $且$ h(0)=0. $记$ \varphi_{a}(z):=(a-z)/(1-\bar{a} z) $为$ \mathbb{D} $上交换0和$ a\in \mathbb{D} $的对合自同构. 对于给定的$ z, w \in \mathbb{D} $, $ z $与$ w $之间的伪双曲度量为
为简便起见, 对于$ \varphi, \psi \in S(\mathbb{D}) $, 记$ \rho(z):=\rho(\varphi(z), \psi(z)) $. 对于每个$ \varphi \in S(\mathbb{D}) $都可以定义一个复合算子$ C_{\varphi} $为$ C_{\varphi} f =f\circ \varphi $, $ f\in \mathcal{H}ar(\mathbb{D}). $此时这样的算子保持了调和性. 对于任意两个赋范线性空间$ X $和$ Y $, 线性算子$ T:X\longrightarrow Y $是有界的, 当且仅当存在$ C>0 $使得对于任意$ f\in X $成立$ \|Tf\|_Y\leq C\|f\|_X. $如果$ T $把$ X $中的有界集映成$ Y $中的列紧集, 则$ T $是紧算子. 长期以来, 一些全纯函数空间上复合算子$ C_\varphi $与复合算子差分$ C_\varphi-C_\psi $的算子性质得到了广泛的研究, 可参考[1–15]. 但是对于调和函数构成的空间上相关的研究仍然有限. 因此, 本文主要研究从(小)调和Zygmund型空间到(小)调和Bloch型空间的复合算子$ C_\varphi $与复合算子差分$ C_\varphi-C_\psi $的有界性与紧性.
对于$ 0<\alpha<\infty $, 调和Zygmund型空间$ \mathcal{Z}_{\mathcal{H}}^{\alpha} $包含所有$ f \in \mathcal{H}ar(\mathbb{D}) $满足范数
成立. 进一步地, 小调和Zygmund型空间$ \mathcal{Z}_{\mathcal{H}, 0}^{\alpha} $定义为
对于$ 0<\beta<\infty $, 调和Bloch型空间$ \mathcal{B}_{\mathcal{H}}^{\beta} $包含所有$ f \in \mathcal{H}ar(\mathbb{D}) $使得范数
成立. 进而小调和Bloch型空间$ \mathcal{B}_{\mathcal{H}, 0}^{\beta} $定义为
特别地, 当$ f\in H(\mathbb{D}) $时, $ \frac{\partial f}{\partial z}=f^\prime $且$ \frac{\partial f}{\partial\overline{z}}=\frac{\partial^2f}{\partial\overline{z}^2}=0. $于是, 对于所有的$ 0<\alpha<\infty $, $ \mathcal{Z}_{\mathcal{H}}^{\alpha} $中所有解析函数组成的空间是经典的Zygmund型空间$ \mathcal{Z}^{\alpha} $, 其范数为
对于所有的$ 0<\beta<\infty $, $ \mathcal{B}_{\mathcal{H}}^{\beta} $中所有解析函数组成的空间是经典的Bloch型空间$ \mathcal{B}^{\beta} $, 其范数为$ \|f\|_{\mathcal{B}^{\beta}}=|f(0)|+\sup _{z \in \mathbb{D}}\left(1-|z|^{2}\right)^{\beta}\left|f^\prime(z)\right|. $由[16, 定理19]知, 对于$ 0<\alpha<\infty, f\in \mathcal{H}ar(\mathbb{D}) $,
关于上述空间的更多资料, 请参阅[13, 14, 17–22].
本文的结构如下:在第二节中, 我们引用了一些相关引理为后续证明做铺垫;在第三节中刻画了$ \alpha>1, \beta>0 $时复合算子$ C_{\varphi}: \mathcal{Z}_{\mathcal{H}}^{\alpha} \rightarrow \mathcal{B_{\mathcal{H}}^{\beta}} $的有界性与紧性;在第四节中建立了复合算子差分$ C_{\varphi}-C_{\psi}: \mathcal{Z}_{\mathcal{H}}^{\alpha} \rightarrow \mathcal{B_{\mathcal{H}}^{\beta}} $相关性质的等价刻画.
在本文中, 符号$ A \lesssim B $与$ A \gtrsim B $意味着存在正整数$ C $(其确切值可能不同), 使得$ A \leqslant C B $与$ A \geqslant C B $分别成立. $ A\approx B $当且仅当$ A \lesssim B $且$ A \gtrsim B $.
在本节中, 我们提供了几个引理用于证明第二节和第三节中的定理.
引理2.1 [8, 引理2.1] 设$ 1<\alpha<\infty $. 对于任意$ f \in \mathcal{Z^{\alpha}} $, 有
对[21, 定理1.14]稍作修改可得到如下引理.
引理2.2 设$ \alpha>1, \beta>0, $且$ T: \mathcal{Z}_{\mathcal{H}}^{\alpha} \rightarrow \mathcal{B_{\mathcal{H}}^{\beta}} $是一个有界线性算子, 则$ T $是紧算子当且仅当函数序列$ \left\{f_{n}\right\} $在$ \mathcal{Z}_{\mathcal{H}}^{\alpha} $上是有界的, 且当$ f_{n} $在$ \mathbb{D} $的紧子集上一致收敛到$ 0 $时, 有$ \left \| Tf_{n} \right \| _{\mathcal{B_{\mathcal{H}}^{\beta }}}\rightarrow 0, n \rightarrow \infty . $
引理2.3 [23, 引理1.1] 设$ \alpha>1 $, 则对于每个$ f \in \mathcal{Z^{\alpha}} $, 有$ \left|f^{\prime}(z)\right| \lesssim \frac{\|f\|_{\mathcal{Z^{\alpha}}}}{\left(1-|z|^{2}\right)^{\alpha-1}}. $
在本节中, 主要研究了复合算子$ C_{\varphi}: \mathcal{Z}_{\mathcal{H}}^{\alpha} \rightarrow \mathcal{B_{\mathcal{H}}^{\beta}} $的相关性质, 其结论将会应用于下一节复合算子差分$ C_{\varphi}-C_{\psi}: \mathcal{Z}_{\mathcal{H}}^{\alpha} \rightarrow \mathcal{B_{\mathcal{H}}^{\beta}} $的相关性质中. 对于$ \alpha>1 $, $ \beta>0 $与$ \varphi \in S(\mathbb{D}) $, 记
定理3.1 设$ \alpha>1 $, $ \beta>0 $且$ \varphi \in S\left( \mathbb{D} \right) $, 则下列条件等价:
$ (1) $$ C_{\varphi}: \mathcal{Z}_{\mathcal{H}}^{\alpha} \rightarrow \mathcal{B_{\mathcal{H}}^{\beta}} $是有界的.
$ (2) $$ \sup\limits_{j\in \mathbb{N}}\|C_{\varphi}P_{j}\|_\mathcal{B_{\mathcal{H}}^{\beta}}<\infty, P_{j}=(z^{j}+\overline{z}^{j} )j^{\alpha}, j\in \mathbb{N}. $
$ (3) $$ \sup\limits_{z \in \mathbb{D}}|\varphi_{\#}^{\alpha, \beta}(z)|<\infty. $
证 首先证明$ (1)\Rightarrow (2) $. 假设$ C_{\varphi}: \mathcal{Z}_{\mathcal{H}}^{\alpha} \rightarrow \mathcal{B_{\mathcal{H}}^{\beta}} $是有界的, 从而对任意$ f \in \mathcal{Z}_{\mathcal{H}}^{\alpha} $, 有$ ||C_{\varphi}f||_{B_{\mathcal{H}}^{\beta}}\lesssim||f||_{\mathcal{Z}_{\mathcal{H}}^{\alpha}} $. 由计算得$ P_j \in \mathcal{Z}_{\mathrm{\mathcal{H}}}^{\alpha} $, 于是对任意$ j\in \mathbb{N} $成立$ ||C_{\varphi}P_{j}||_{B_{\mathcal{H}}^{\beta}}\lesssim||P_{j}||_{\mathcal{Z}_{\mathcal{H}}^{\alpha}}<\infty. $故(2)成立.
现假设$ (3) $成立.设$ f \in \mathcal{Z}_{\mathcal{H}}^{\alpha} $, 根据(1.1), 有
于是$ C_{\varphi}: \mathcal{Z}_{\mathcal{H}}^{\alpha} \rightarrow \mathcal{B_{\mathcal{H}}^{\beta}} $有界.因此$ (3) \Rightarrow (1) $成立.
下面证明$ (2) \Rightarrow (3) $.假设$ L:=\sup_{j\in \mathbb{N}}\left\|C_{\varphi}P_{j}\right\|_{\mathcal{B}_{\mathcal{H}}^{\beta}}<\infty. $因为$ C_\varphi P_1=\varphi+\overline{\varphi}, $所以对任意$ z\in\mathbb{D}, $ $ \left|\frac{\partial[C_\varphi P_1(z)]}{\partial z}\right|=\left|\frac{\partial[C_\varphi P_1(z)]}{\partial\overline{z}}\right|=|\varphi^{\prime}(z)|. $于是
令$ 0<s<1, $当$ |\varphi(z)|\leq s $时,
当$ |\varphi(z)|>s $时, 对于固定的$ b\in\mathbb{D}, $定义
当$ \left | b \right | \rightarrow 1 $时, $ F_{b}^\alpha(z) $在$ \mathbb{D} $的紧子集上一致收敛到0. 由Stirling公式, $ F_{b}^\alpha(z) $的级数展开式为
于是, 对于$ z\in\mathbb{D}, $ $ \|C_\varphi F_{\varphi(z)}^\alpha\|_{\mathcal{B}_{\mathcal{H}}^\beta}\lesssim(1-|\varphi(z)|^2)^3\sum\limits_{j=0}^\infty |\varphi(z)|^j\|C_\varphi P_j\|_{\mathcal{B}_{\mathcal{H}}^\beta}\le L\sum\limits_{j=0}^\infty|\varphi(z)|^j\lesssim L. $通过直接计算, 对任意$ z\in \mathbb{D}, $我们得到
于是
由于$ |\varphi(z)|>s, $对任意$ z\in \mathbb{D}, $
综上所述, $ \sup _{z \in \mathbb{D}}|\varphi_{\#}^{\alpha, \beta}(z)|<\infty. $由此证明了$ (2)\Rightarrow (3) $.
下面讨论$ C_{\varphi}: \mathcal{Z}_{\mathcal{H}}^{\alpha} \rightarrow \mathcal{B_{\mathcal{H}}^{\beta}} $的紧性.
定理3.2 设$ \alpha>1 $, $ \beta>0 $且$ \varphi \in S\left( \mathbb{D} \right) $, 则下列条件等价:
$ (1) $$ C_{\varphi}: \mathcal{Z}_{\mathcal{H}}^{\alpha} \rightarrow \mathcal{B_{\mathcal{H}}^{\beta}} $是紧的.
$ (2) $$ \lim\limits_{j\rightarrow \infty}\left\|C_{\varphi}P_{j}\right\|_{\mathcal{B}_{\mathcal{H}}^{\beta}}=0, P_{j}=(z^{j}+\overline{z}^{j} )j^{\alpha}, j\in \mathbb{N}. $
$ (3) $$ \lim\limits_{|\varphi(z)|\rightarrow1}|\varphi_{\#}^{\alpha, \beta}(z)| =0. $
证 先证$ (1)\Rightarrow (2) $.有界集$ \{P_j\}\subseteq \mathcal{Z}_{\mathcal{H}}^{\alpha} $在$ \mathbb{D} $的紧子集上一致收敛到0. 因为$ C_{\varphi}: \mathcal{Z}_{\mathcal{H}}^{\alpha} \rightarrow \mathcal{B_{\mathcal{H}}^{\beta}} $是紧的, 根据引理2.2, 有$ \lim\limits_{j\rightarrow \infty}\left\|C_{\varphi}P_{j}\right\|_{\mathcal{B}_{\mathcal{H}}^{\beta}}=0. $
现假设$ (2) $成立, 则$ L:=\sup\limits_{j\in \mathbb{N}}\|C_{\varphi}P_{j}\|_\mathcal{B_{\mathcal{H}}^{\beta}}<\infty. $且对任意$ \varepsilon>0, $存在$ N\in\mathbb{N} $使得$ \left\|C_\varphi P_j\right\|_{\mathcal{B}_{\mathcal{H}}^\beta}<\varepsilon, j\geq N. $利用(3.3)中的检验函数$ F_{b}^\alpha(z) $, 对任意$ z \in \mathbb{D} $, 有
取$ s=\left [ 1-\left ( \frac{\varepsilon}{NL} \right )^{\frac{1}{3}} \right ]^{\frac{1}{2}}\in(0, 1), $对任意$ \left | \varphi (z) \right | > s $有$ \left\|C_{\varphi}F_{\varphi(z)}^{\alpha}\right\|_{\mathcal{B}_{\mathcal{H}}^{\beta}}< \ 2\varepsilon. $由(3.5)知,
从而
因此, $ (2)\Rightarrow (3) $成立.
下证$ (3)\Rightarrow (1) $. 假设$ \lim\limits_{|\varphi(z)|\rightarrow1}|\varphi_{\#}^{\alpha, \beta}(z)| =0, $则对任意$ \varepsilon>0, $存在$ s\in(0, 1), $当$ s<|\varphi(z)|<1 $有$ |\varphi_{\#}^{\alpha, \beta}(z)|=\frac{(1-|z|^{2})^{\beta}|\varphi^{\prime}(z)|}{(1-|\varphi(z)|^{2})^{\alpha-1}}<\varepsilon. $取函数列 $ \{f_{j}\}\subseteq \mathcal{Z}_{\mathcal{H}}^{\alpha } $满足$ M:=\sup_{j\in \mathbb{N}}||f_{j}||_{\mathcal{Z}_{\mathcal{H}}^{\alpha }}<\infty $, 且在$ \mathbb{D} $的紧子集上一致收敛到0, 只需证$ \lim\limits_{j\to\infty}\|C_{\varphi}f_{j}\|_{\mathcal{B}_{\mathcal{H}}^{\beta}}=0. $由柯西估计知, 函数列$ \left \{ \frac{\partial f_{j}}{\partial z} \right \} $与$ \left \{ \frac{\partial f_{j}}{\partial \bar{z} } \right \} $也在$ \mathbb{D} $的紧子集上一致收敛到0.于是在$ \mathbb{D} $的紧子集上, 对上述$ \varepsilon>0, $存在$ N\in \mathbb{N}^{+}, $对任意$ j>N, $有
根据(1.1)与(3.2),
这意味着,
又$ \lim\limits_{j\to\infty}\left | C_\varphi f_j(0) \right |=\lim\limits_{j\to\infty}\left | f_j(\varphi (0)) \right |=0 $, 于是$ \lim\limits_{j\to\infty}\|C_{\varphi}f_{j}\|_{\mathcal{B}_{\mathcal{H}}^{\beta}}=0. $由此证明了$ (3)\Rightarrow (1) $.
基于定理3.1和定理3.2, 本节利用文献[25]中的类似方法研究调和空间上复合算子的差分$ C_{\varphi}-C_{\psi}: \mathcal{Z}_{\mathcal{H}}^{\alpha} \rightarrow \mathcal{B_{\mathcal{H}}^{\beta}} $的有界性和紧性.
定理4.1 设$ \alpha>1, \beta>0 $且$ \varphi $, $ \psi \in S\left( \mathbb{D} \right) $, 则下列条件等价:
$ (1) $$ C_{\varphi}-C_{\psi} : \mathcal{Z}_{\mathcal{H}}^{\alpha} \rightarrow \mathcal{B_{\mathcal{H}}^{\beta}} $有界.
$ (2) $$ C_{\varphi}-C_{\psi} : \mathcal{Z}_{\mathcal{H}, 0}^{\alpha} \rightarrow \mathcal{B_{\mathcal{H}}^{\beta}} $有界.
$ (3) $下列不等式成立:
证 $ (1)\Rightarrow (2) $是显然的. 现假设(4.1)成立. 设$ f \in \mathcal{Z}_{\mathcal{H}}^{\alpha} $且$ \|f\|_{\mathcal{Z}_{\mathcal{H}}^{\alpha}} \leqslant 1. $令$ f=g+\bar{h}, $其中$ g, h\in H(\mathbb{D}), h(0)=0, $则$ g, h\in\mathcal{Z}^{\alpha} $且$ \|g\|_{\mathcal{Z}^{\alpha}} \leqslant 1, \|h\|_{\mathcal{Z}^{\alpha}} \leqslant 1. $于是
其中
根据引理2.1与引理2.3, 有
同理可证
故对于任意的$ f\in \mathcal{Z}_{\mathcal{H}}^{\alpha} $, 有
这意味着$ C_{\varphi}-C_{\psi}: \mathcal{Z}_{\mathcal{H}}^{\alpha} \rightarrow \mathcal{B_{\mathcal{H}}^{\beta}} $有界. 因此$ (3) \Rightarrow (1) $成立.
接下来证明$ (2) \Rightarrow (3) $. 假设$ C_{\varphi}-C_{\psi}: \mathcal{Z}_{\mathcal{H}, 0}^{\alpha} \rightarrow \mathcal{B_{\mathcal{H}}^{\beta}} $有界. 设$ \mathbb{D}_1=\{w\in \mathbb{D}:\;\varphi(w)= 0\} $且$ \mathbb{D}_2=\{w\in \mathbb{D}:\;\psi(w)= 0\} $. 对于固定的$ a \in \mathbb{D}\setminus\{0\} $, 定义
利用文献[25]中$ f_{a} \in \mathcal{Z}_{\mathrm{0}}^{\alpha} $可得$ F_{a} \in \mathcal{Z}_{\mathcal{H}, 0}^{\alpha}. $进而对于$ w \notin \mathbb{D}_1 $成立
类似于[25, 定理3.3]的证明,
进一步得到
另一方面, 对于固定的$ a \in \mathbb{D}\setminus\{0\} $, 定义
利用文献[25]中$ k_{a} \in \mathcal{Z}^{\alpha}_{0} $可得$ K_{a} \in \mathcal{Z}_{\mathcal{H}, 0}^{\alpha}. $进而对于$ w \notin \mathbb{D}_1 $, 有
这意味着
将(4.7)代入(4.4) 可得
同理可得
结合(4.5)与(4.9), 我们便可得出
故将(4.8)与(4.10) 结合即可得到如下结论
若$ w\in \mathbb{D}_1\cap\mathbb{D}_2 $, 则$ \rho(w)=0 $. 我们取$ H(z):=z+\bar{z}\in \mathcal{Z}_{\mathcal{H}, 0}^{\alpha} $, 因此得到
其意味着
若$ w\in \mathbb{D}_2\setminus \mathbb{D}_1 $, 则$ \rho(w)=|\varphi(w)| $. 对于固定的$ a \in \mathbb{D} \setminus \{0\} $, 选取$ P_{a}(z):=p_{a}(z)+\overline{p_{a}(z)}, $其中
利用文献[25]中$ p_{a} \in \mathcal{Z}_{\mathrm{0}}^{\alpha} $可得$ P_{a} \in \mathcal{Z}_{\mathcal{H}, 0}^{\alpha}. $由此可得
这意味着$ \sup\limits _{w \in \mathbb{D}_{2} \backslash \mathbb{D}_{1}}\left|\varphi_{\#}^{\alpha, \beta}(w)\right| \rho(w)<\infty. $
类似地, 对于固定的$ a \in \mathbb{D} $, 我们定义$ q_{a}(z)=az-\frac{1}{2} z^{2} \in \mathcal{Z}_{\mathrm{0}}^{\alpha}, $并取$ Q_{a}(z):=q_{a}(z)+\overline{q_{a}(z)}\in \mathcal{Z}_{\mathcal{H}, 0}^{\alpha}. $于是有
故
将(4.5)与(4.13)结合便可得到
因此推导出
类似于(4.14)的推导步骤, 又可证
综合(4.11), (4.12), (4.14)和(4.15)可证得(4.1), 因此完成了$ (2) \Rightarrow (3) $的证明.
接下来继续证明$ C_{\varphi}-C_{\psi}: \mathcal{Z}_{\mathcal{H}}^{\alpha} \rightarrow \mathcal{B_{\mathcal{H}}^{\beta}} $的紧性. 记
定理4.2 设$ \alpha>1, \beta>0 $且$ \varphi $, $ \psi \in S\left( \mathbb{D} \right) $. 设$ C_{\varphi} $与$ C_{\psi} $均非紧但都有界, 则下列条件成立:
$ (1) $$ C_{\varphi}-C_{\psi}: \mathcal{Z}_{\mathcal{H}}^{\alpha} \rightarrow \mathcal{B_{\mathcal{H}}^{\beta}} $是紧的.
$ (2) $$ C_{\varphi}-C_{\psi}: \mathcal{Z}_{\mathcal{H}, 0}^{\alpha} \rightarrow \mathcal{B_{\mathcal{H}}^{\beta}} $是紧的.
$ (3) $下列条件成立:
$ (i) $$ D(\varphi)=D(\psi), D(\varphi) \subseteq \Gamma(\psi) $.
$ (ii) $对于$ \{z_{n}\} \in \Gamma(\varphi) \cap \Gamma(\psi) $,
证 $ (1)\Rightarrow (2) $是显然的. 下证$ (3) \Rightarrow (1) $. 取$ \left\{f_{n}\right\}\subset \mathcal{Z}_{\mathcal{H}}^{\alpha} $使得$ \sup\limits_{n\in \mathbb{N}} \|f_{n}\|_{\mathcal{Z}_{\mathcal{H}}^{\alpha}} \leqslant 1 $, 且在$ \mathbb{D} $上的紧子集上一致收敛到0. 应用反证法, 我们假设$ \lim\limits _{n \rightarrow \infty}\left\|\left(C_{\varphi}-C_{\psi}\right) f_{n}\right\| _{\mathcal{B_{\mathcal{H}}^{\beta}}}\ne 0, $则存在一个$ \varepsilon_{0}>0 $与一个$ \left\{f_{n}\right\} $的子序列$ \left\{f_{n_{k}}\right\} $, 使得$ \|\left(C_{\varphi}-C_{\psi}\right) f_{n_{k}} \|_{\mathcal{B_{\mathcal{H}}^{\beta}}}>\varepsilon_{0} $. 为方便起见, 我们仍用$ \left\{f_{n}\right\} $来表示子序列$ \left\{f_{n_{k}}\right\} $. 因此对于$ \varepsilon_{0}>0 $, 有$ \left\|\left(C_{\varphi}-C_{\psi}\right) f_{n}\right\| _{\mathcal{B_{\mathcal{H}}^{\beta}}} >\varepsilon_{0}, $对于所有的$ n $成立. 设$ f_{n} \left ( z \right ) =g_{n} \left ( z \right )+\overline{h_{n} \left ( z \right )}, $其中$ g_{n}, h_{n}\in H(\mathbb{D} ), h_{n}(0)=0, $则$ g_{n}, h_{n}\in \mathcal{Z} ^{\alpha }. $由$ \left\{f_{n}\right\} $的性质知$ \left\{g_{n}\right\} $与$ \left\{h_{n}\right\} $满足$ \|g_{n}\|_{\mathcal{Z}^{\alpha}} \leqslant 1, \|h_{n}\|_{\mathcal{Z}^{\alpha}} \leqslant 1 $且在$ \mathbb{D} $的紧子集上一致收敛到0. 进而可得到$ g_{n}^{\prime}(\varphi(z))=\frac{\partial f_{n} }{\partial z}(\varphi (z)), \; g_{n}^{\prime}(\psi (z))=\frac{\partial f_{n} }{\partial z}(\psi (z)), \; \overline{h_{n}^{\prime}(\varphi(z))} =\frac{\partial f_{n} }{\partial \bar{z} }(\varphi (z)), \;\overline{h_{n}^{\prime}(\psi (z))} =\frac{\partial f_{n} }{\partial \bar{z} }(\psi (z)), $于是
根据$ C_{\varphi} $与$ C_{\psi} $的有界性, 则当$ n\rightarrow \infty $时$ f_{n}(\varphi(0))-f_{n}(\psi(0)) \rightarrow 0 $. 故存在$ \{z_{n}\} \subset \mathbb{D} $使得
上式表明, 至少有一项$ n\rightarrow \infty $时不趋于0. 不妨设
将[25, 定理2]的证明中$ (3)\Rightarrow (1) $对于$ {f_{n}} $的步骤应用于$ {g_{n}} $, 当$ n\rightarrow \infty $成立
与(4.16) 矛盾. 综上所述, 即证$ C_{\varphi}-C_{\psi}: \mathcal{Z}_{\mathcal{H}, 0}^{\alpha} \rightarrow \mathcal{B_{\mathcal{H}}^{\beta}} $是紧的.
下面证明$ (2) \Rightarrow (3) $. 假设$ C_{\varphi}-C_{\psi}: \mathcal{Z}_{\mathcal{H}, 0}^{\alpha} \rightarrow \mathcal{B_{\mathcal{H}}^{\beta}} $是紧的, 但$ C_{\varphi} $与$ C_{\psi} $都非紧. 定理3.2意味着此时存在序列$ \left\{z_{n}\right\} \in D(\varphi) $即$ \left|\varphi\left(z_{n}\right)\right| \rightarrow 1 $时有$ \left|\varphi_{\#}^{\alpha, \beta}\left(z_{n}\right)\right| \nrightarrow 0 $. 对于上述$ \{\varphi(z_n)\} \subset \mathbb{D} $我们参考(4.3)与(4.7) 定义$ F_{\varphi(z_n)} $, $ K_{\varphi(z_n)} $, 它们在$ \mathcal{Z}_{\mathcal{H}, 0}^{\alpha} $中都有界且当$ n \rightarrow \infty $时在$ \mathbb{D} $上的每个紧子集中一致收敛到0. 根据引理2.2, 当$ n \rightarrow \infty $时, 有
且
将(4.17)与(4.18)相结合, 我们得到
由于$ \left\{z_{n}\right\} \in D(\varphi) $, 我们有$ \left|\varphi_{\#}^{\alpha, \beta}\left(z_{n}\right)\right| \nrightarrow 0, n \rightarrow \infty $, 又根据(4.19)可得
因此, 对于任意的$ \left\{z_{n}\right\} \in D(\varphi) $, 有
且$ \lim _{n \rightarrow \infty}\left||\varphi\left(z_{n}\right)|-|\psi\left(z_{n}\right)|\right| \leqslant\lim _{n \rightarrow \infty}\left|\varphi{(z_n)}-\psi{(z_n)}\right|=0. $故$ \left|\psi\left(z_{n}\right)\right| \rightarrow 1 $, $ n \rightarrow \infty $. 因此, 对于任意的$ \left\{z_{n}\right\} \in D(\varphi) $, 有$ \left\{z_{n}\right\} \in \Gamma(\psi) $, 则$ D(\varphi) \subseteq \Gamma(\psi) $. 进一步得到$ D(\varphi) \subseteq \Gamma(\varphi) \cap \Gamma(\psi) $. 又对于任意的$ \left\{z_{n}\right\} \in \Gamma(\varphi) \cap \Gamma(\psi) $, 由于(4.18), 当$ n \rightarrow \infty $时, 有
则根据$ C_{\psi} $的有界性与$ \rho\left(z_{n}\right) \rightarrow 0 $, $ n\rightarrow \infty $, 可以推得
因此对于任意的$ \left\{z_{n}\right\} \in \Gamma(\varphi) \cap \Gamma(\psi) $, 将(4.19)与(4.21)相结合, 便可得到
对于$ \left\{z_{n}\right\} \in D(\varphi) $, 根据(4.20)与(4.21)
于是$ D(\varphi) \subseteq D(\psi) $. 同理易证$ D(\psi) \subseteq D(\varphi) $. 因此$ D(\varphi) = D(\psi) $. 故$ (2) \Rightarrow (3) $成立.