Контрольная работа Экстремальная задача на индексационных классах

Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-25

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Имя

Выберите тип работы:

Принимаю Политику конфиденциальности

Скидка 25% при заказе до 22.11.2024

Содержание
Введение

Глава 1. Неравенство Маркова на индексационных классах

§ 1. Экстремальная задача

§ 2. Свойства отображения

§ 3. Доказательство теоремы

Глава 2. О чебышевской экстремальной задаче на [0, ¥)

Литература

Введение
В работе вводится понятие индекса функции на [0,¥) относительно произвольного класса F функций на [0, ¥), основанное на сравнении двух функций через количество перемен знака их разности. С помощью понятия индекса аксиоматически определяется индексационный класс F. На индексационных классах изучается конечная проблема моментов.

Определение 1. Скажем, что функция D(t), tÎR¹, имеет k строгих перемен знака, если существуют множества A₁<A₂<…<A_k₊₁, такие, что
а)

;
б) знаки функции D(t) на множествах A₁, A₂, …, A_k₊₁ перемежаются.

Пусть f(t) и g(t) – функции на R¹. Пишем

, если функция D=g-f имеет k-1 строгих перемен знака, причем на последнем множестве строгого знакопостоянства она отрицательна.

Нетрудно видеть, что отношение

выполнено тогда и только тогда, когда

а) не существует точки x₁, …, x_k (-¥<x₁<…<x_k<¥) такие, что
(-1)^k-if(x_i) > (-1)^k-ig(x_i),

;
б) существуют точки y₁, …, y_k (-¥<y₁<…<y_k<¥) такие, что
(-1)^k-if(y_i) > (-1)^k-ig(y_i),

.

Пусть F – некоторый класс непрерывных слева функций на [0, ¥) и f, g Î F.

Определение 2. Пишем

, если для любой функции hÎF, h¹g, выполнено одно из отношений:

. Пишем

, если для любой функции hÎF, h¹f, выполнено одно из отношений:

.

Функция f имеет индекс k^- в F, если выполнено отношение

и не выполнено

. Функция g имеет индекс k⁺ в F, если выполнено

и не выполнено

.

Через I_k^- (I_k⁺), k³1, обозначим совокупность всех функций с индексом k^- (k⁺) в F.

Пусть U – семейство функций на [0, ¥).

Через F_U обозначим множество функций fÎF, для которых интегралы

, uÎU,
абсолютно сходятся.

В случае

положим

, fÎF_U, AÌF_U,

:
, F_i(A)={F_i(f): fÎA},

.

Множество

называется моментным пространством класса F относительно системы функций

.

Лемма 1. Пусть системы u₁(t), …, u_n(t) и u₁(t), …, u_n(t), u_n₊₁(t) образуют T₊-системы на [0, ¥) такие, что

. Тогда отношение

невозможно для

и, если

, то

.
Доказательство. Допустим, что

, где k£n, и A₁, …, A_k – множества строгого знакопостоянства функции D=g - f. Для векторов

рассмотрим матрицу

.
Так как

,
то есть

, (1)
где d_i(-1)^k^-ⁱ,

и d_i=0,

для всех векторов

.

Из (1) следует, что detH(

)=0 для любых

. С другой стороны, применив k раз теорему о среднем к H(

), получим

, (2)
где 0£x₁<x₂<…<x_k<¥. Так как векторы

линейно зависимы, то их можно дополнить до системы линейно независимых векторов

. Из (2) получаем

Пусть теперь и .

Так как

, (3)
где d_i=(-1)ⁿ^+1-ⁱ,

, то

,
где H – матрица, записанная в (3) слева,

- матрица, получаемая из H удалением (n+1)-ых строки и столбца. Применив теорему о среднем, получаем detH>0,

. Вместе с равенством d_n₊₁=1 это означает, что d>0.

Определение 3. Скажем, что последовательность {f_i}_i_³₁ функций на [0, ¥) относительно класса U слабо сходится к функции f

, если

для всех uÎU.

Определение 4. Множество AÌF_U назовем (k, U) окрестностью функции f в F, если fÎA и множество А имеет вид

, где V открыто,

при

.

Множество AÌF_U назовем (k, U)-открытым, если каждая функция fÎA имеет (k, U) окрестность, состоящую из функций множества А.

Определение 5. Класс F непрерывных слева, неотрицательных функций на [0, ¥) назовем нижним U-индексационным с дефектом n, если:

1. Класс F равномерно ограничен, то есть существует L>0, такое, что f(t)£L при t³0, fÎF;
2.

;
3. Множества I_k^- (k-1, U) – открыты для всех k>n+1;

4. Из любой последовательности {f_i}_i_³₁ÌI^-_k₊₁ (k>n) такой, что

,
можно выделить подпоследовательность, слабо относительно класса U сходящуюся к некоторой функции

.

Пусть система

образует T₊ - систему на [0, ¥).

Рассмотрим систему функций

, такую, что w_i=u_i для

- T₊ - системы для m³n (см. [1]).

Теорема 1. Пусть система

образует T₊ - систему на [0, ¥), F-нижний W-индексационный с дефектом n класс функций на [0, ¥). Тогда

.

Доказательство. Пусть

. Согласно условию 2 определения индексационного класса, существует последовательность {f_j}_j_³₁ÌI_k^- такая, что

. Зафиксируем произвольное f_l.

Если f_lÎI_k^-, где k£n+1, то положим f_l^*=f_l.

Пусть k>n+1 и s={

} – (k-1, W) окрестность f_l в I_k^-.

Рассмотрим произвольные

. Допустим, что

. Согласно лемме 1, отношения

невозможны для s£k-1. Следовательно,

, что невозможно.

Таким образом, отображение

непрерывно и взаимно однозначно. Из принципа инвариативности области (см. [3]) следует, что

- открытое множество в R^k^-1, содержащее

.

Пусть

- многочлен по системе

, имеющий k-2 нулей x₁, …, x_k_-2. Условие b_k_-1=0 противоречит чебышевости системы

. Положим b_k_-1>0. Тогда (см. [5]) P(t)>0 при t>x_k_-2.

Имеем

,
где c_lⁱ – i-ая компонента вектора

, и, следовательно,

.
Так как константа К не зависит от f, то m_l>-¥.

Кроме того,

.

Возьмем последовательность

, такую, что

F_k_-1(f_lp)>F_k_-1(f_lq)=m_l при p<q и

,

Рассмотрим произвольные f_lp и f_lq, где p<q. Так как

, то отношения

невозможны для s£k-2. Отношения

невозможны, так как f_lp, f_lqÎI_k^-. Из леммы 1 получаем

.

Так как

, то найдется функция

, такая, что F_k_-1(f_l^’)=m_l.

Отношение f_l^’ÎI_k^- невозможно, в силу определения числа m_l и принципа инвариативности области. Отношения f_l^’ÎI_m^- для m<k-1 невозможны, так как

. Следовательно

.

Продолжая таким образом, через k-n-2 шагов получим функцию

, такую, что

. Из условия

следует утверждение теоремы 1.

Замечание 1. Класс F непрерывных слева, неотрицательных функций на [0, ¥) назовем верхним U-индексационным с дефектом n, если:

1. Класс F равномерно ограничен;

2.

;
3. Множества I_k⁺ (k-1, U) – открыты для всех k>n+1;

4. Для k>n из любой последовательности {f_i}_i_³₁ÌI_k⁺ такой, что

,

можно выделить подпоследовательность, относительно класса U слабо сходящуюся к некоторой функции

;
5. I_k⁺ÌF_U для k³n+1.
Теорема 2. Пусть система

образует T₊-систему на [0, ¥), F-верхний W-индексационный с дефектом n класс функций на [0, ¥). Тогда

.
Определение 6. Систему

непрерывных на [0, ¥) функций назовем T₊¹-системой, если она является T₊-системой, и, кроме того, системы u₁, …, u_l_-1, u_l₊₁, …, u_n также являются T₊-системами для

.

Лемма 2. Пусть

- T₊¹-система на [0, ¥), функции f и g таковы, что
(-1)^n-iF_i(f) ³ (-1)^n-i F_i(g),

.

Тогда отношения

, невозможны.

Доказательство. Допустим, что имеет место отношение

и 1£p£n.

Пусть x₁, …, x_p_-1 (-¥<x₁<…<x_p_-1<¥) – точки перемен знака функции

; x_о=-¥, x_n=¥;

. Выберем точки x_n_-1<x_n_-2<…<x_p<x_p_-1 так, чтобы

. Рассмотрим систему равенств

, (4)
где h_i=±1. Из условия

следует, что h_n=1. С другой стороны, из (4) получаем

,
где А – матрица, записанная в (4) слева, A_nⁱ – матрица, получаемая из А удалением i-ой строки и n-го столбца. Так как

- T₊¹-система на [0, ¥), то detA>0, detA_nⁱ>0,

. Следовательно, h_n£0. Получили противоречие.

Случай

, рассматривается аналогично.

Теорема 3. Пусть

- T₊¹-система на [0, ¥), F-нижний W-индексационный с дефектом n класс функций на [0, ¥). Тогда

.
Доказательство. Пусть

. Возьмем последовательность векторов

так, чтобы

при

для

, j³1.

Согласно теореме 1, для любого

найдется последовательность

такая, что

.

Существует j₁, такое, что

, где r - какая-либо метрика в Rⁿ, и

.
Выберем j₂ так, чтобы

.
Продолжая таким образом, получим последовательность

такую, что

(5)
Рассмотрим произвольные

. Отношения

для k>n невозможны, в силу условий

.

Из неравенств (5), в силу леммы 2, имеем

,

т. е. существует функция

такая, что

. Включение

противоречит условию

, в силу принципа инвариативности области.

Из произвольности следует утверждение теоремы 2.

Глава 1 Неравенство Маркова на индексационных классах

§ 1 Экстремальная задача
Пусть Â – некоторый класс функций распределения (ФР) на [a, b], -¥<a<b<¥; W(t) – (n+1) раз непрерывно дифференцируемая функция на [a, b], причем W⁽^k⁾(t)>0 для tÎ[a, b] и

; c₁, …, c_n – вещественные константы; xÎ[a, b].

Экстремальная задача. Найти супремум и инфимум интеграла

на множестве

ФР из Â, удовлетворяющих ограничениям

.
Для классов Â_o - всех ФР на [a, b] и В_L – ФР на [a, b], удовлетворяющих условию

, -¥<x<y<¥, задача решена в [1].

Важность решение экстремальных задач на разных классах ФР обоснована, например, в [1 - 5].

Задача при x=b решена в [4] для мажоризационных классов.

Анализ задачи на мажоризационных классах в общем случае наталкивается на трудности. Выход мы видим в рассмотрении классов с иной структурой – индексационных классов ФР.

Ниже предполагается, что Â - индексационный с дефектом n класс ФР на [a, b]. Определение индексационного с дефектом n класса приведено в [5]. Индексационными являются многие важные классы ФР, например, Â_o, B_L, класс унимодальных ФР на [a, b] и др.

Обозначим (k³1, AÌÂ, sÎÂ): I_k⁺ (I_k^-) –множество всех ФР из Â, имеющих индекс k⁺ (k^-);

;

- пространство моментов порядка k;

;

.

Основной результат работы содержится в утверждении.

Теорема. Пусть

. Тогда:
1.

,

2.

,

3.

,

4.

.

§ 2 Свойства отображения
Нам понадобятся два факта из [6].

1. Для любого

существует и единственная ФР

.

2. Если

, то множество

одноэлементно. Если

, то существуют непрерывные, однопараметрические семейства

(т. е.

при

(значок Þ обозначает слабую сходимость)) и

ФР такие, что

, для aÎ(0,1) и

для bÎ(0,1).

Пусть

, где

, xÎ[a, b].

Функция Á_s непрерывна слева на [a, b] и Á_s(a)=0 для всех sÎÂ. Так как W(t)>0 при tÎ[a, b], то Á_s(x) не убывает по x.

Далее, из s_kÞs при k®¥ следует

ÞÁ_s. Следовательно, семейства распределений {Á

} и {Á

} непрерывны.

Определение 1. Функция f имеет на [a, b] m строгих перемен знака, если существуют множества B₀(f)<…<B_m(f) (под X<Y (X, YÌR¹) понимаем x<y для всех xÎX, yÎY) из [a, b] такие, что (-1)^jf(x)>0 (или (-1)^j⁺¹f(x)>0 при xÎB_j(f),

и f(x)=0 при

.

Лемма 1. Для любого распределения Á

(Á

) и для любого Á_m,

, функция Á_m - Á(Á_m - Á

) имеет либо n+1, либо n+2 строгих перемен знака на [a, b].

Доказательство. Предположим, что функция Á_m - Á

имеет более n+2 строгих перемен знака. Тогда существуют a<x₀<x₁<…<x_n₊₃£b такие, что (-1)ⁱ [Á_m -Á

] > 0,

. Кроме того, Á_m(a)=Á

(a)=0. Следовательно, существуют точки y₀Î[a, x₀), y₁Î[x₀, x₁), …, y_n₊₃Î[x_n₊₂, x_n₊₃) такие, что функция (-1)ⁱ[m(t) - h_a(t)] возрастает в точке y_i,

, что противоречит условию

.

Равенство

запишем в виде

Á_s(t)=c_i,

,
где

, с₀ = 1.

Очевидно, что последовательности u₀, …, u_k,

, образуют T₊ - системы на [a, b]. Из условия W⁽^k⁾(t)>0 для tÎ[a, b] и

следует (см. [1]), что последовательности –u₀, …,-u_k

, также образуют T₊ - системы. Следовательно, выполнены условия мажоризационной теоремы (см. [4]) и функция Á_m - Áне может иметь n+1 строгих перемен знака.

Пусть функция f(t) имеет k строгих перемен знака на [a, b]. Наряду с множествами B_i(f) строгого знакопостоянства рассмотрим множества P₀(f)=(-¥, infB₁(f)], P_i(f)=[supB_i_-1(f), infB_i₊₁(f)],

, P_k(f)=[supB_k_-1(f), +¥).

Зафиксируем ФР

. Рассмотрим два класса функций

{D_a=Á_s - Á:aÎ[0,1]} и {d_b=Á_s - Á:bÎ[0,1]}.

Число a (число b) назовем: параметром первого типа, если функция D_a (d_b) имеет n+2 строгих перемен знака (в этом случае на последнем множестве строго знакопостоянства функция D_a (d_b) отрицательна (положительна)); параметром второго типа, если функция D_a (d_b) имеет n+1 строгих перемен знака, причем на последнем множестве строгого знакопостоянства она отрицательна; параметром третьего типа, если функция D_a (d_b) имеет n+1 перемен знака, причем на последнем множестве строгого знакопостоянства она положительна.

Каждому aÎ[0,1] (bÎ[0,1]) сопоставим набор из n+3 множеств X₀(a), …, X_n₊₂(a) (Y₀(b), …, Y_n₊₂(b)) следующим образом. Если a (b) есть:

1. параметр первого типа, то
X_i(a)=P_i(D_a),

(Y_i(b)=P_i(d_b),

);

2.

3. параметр второго типа, то
X_i(a)=P_i-1(D_a),

, X₀(a)=(-¥, infB₀(D_a)],

(Y_i(b)=P_i(d_b),

, Y_n+2(b)=(supB_n+1(d_b), +¥));
4. параметр третьего типа, то
X_i(a)=P_i(D_a),

, X_n₊₂(a)=[supB_n₊₁(D_a), +¥)),

(Y_i(b)=P_i_-1(d_b),

, Y₀(b)=(-¥, infB₀(d_b)]).

Таким образом:
(-1)^n-iD_a(t)£0 при tÎIntX_i(a),

, (1)

(-1)^n-id_b(t)³0 при tÎIntY_i(b),

.
При этом ни для какого i не существует интервала X, для которого выполнено строгое включение XÉIntX_i(a) и (-1)ⁿ^-ⁱD_a(t)£0 при tÎX. Ни для какого i не существует интервала YÉIntY_i(b) и (-1)ⁿ^-ⁱd_b(t)³0 при tÎY.

Заметим также, что X_i(0)=Y_i₊₁(0), X_i₊₁(1)=Y_i(1).

Определение 2. Отображение Z(g): gÎ[0, 1]®Z(g)ÌR¹ непрерывно, если из g_i®g⁰, x_i®x⁰, где g⁰, g_i Î[0, 1], x_iÎZ(g_i), i³1, следует x⁰ÎZ(g⁰).

Лемма 2. Отображения X_i(a), Y_i(b),

непрерывны.

Доказательство. Пусть a_j®a, j®¥. Обозначим через

границы отрезка X_i(a_j). Определим a₀=-¥. Возьмем произвольную точку a₁ сгущения последовательности {a₁⁽^j⁾}_j_³₁. Пусть для удобства

. Проделаем ту же операцию с последовательностями {a_i⁽^j⁾}_j_³₁,

и {b_i⁽^j⁾}_j_³₁,

. Положим b_n+2=+¥.

Итак,

(2)
причем -¥=a₀<a₁£b₀£a₂£b₁£…£a_n+1£b_n£a_n+2£b_n+1<b_n+2=+¥.

Из (1) и (2) следует, что для .

(-1)^n-iD_a(t)£0 (3)

при tÎ(a_i, b_i), если a_i¹b_i.

Из (3) и

следует, что a_i¹b_i,

, так как в противном случае функция D_a имело бы не более n строгих перемен знака, что противоречит лемме 1. Отсюда и из определения X_i(a) следует [a_i, b_i]ÌX_i(a),

. Для любого i из x_jÎ[a_i⁽^j⁾, b_i⁽^j⁾] и x_j®x⁰ вытекает, что x⁰Î[a_i, b_i]. Следовательно, x⁰ÎX_i(a).

Непрерывность отображений Y_i(b) доказывается аналогично.
§ 3 Доказательство теоремы
В случае

утверждение теоремы очевидно.

Пусть

.

Лемма 3. Для любого ФР

и любой точки xÎ[a, b] существует ФР

такая, что Á_v(t)³Á_s(t) (Á_v(t)£Á_s(t)) в некоторой окрестности точки x.

Доказательство. Если не существует такого i, 0£i£n+2, что n-1 четно и xÎY_i(0), то в некоторой окрестности точки x имеет место d₀£0. В этом случае положим

.

Пусть существует i такое, что n-i четно и xÎY_i(0).

Случай I, i¹n+2. a) Предположим, что xÏY_i(1). Пусть

. Согласно лемме 2, xÎY_i(b^¢). В силу сделанного предположения, b¢<1 и, следовательно, существует последовательность {b_j}_j_³₁ такая, что xÎY_i(b_j) и b_j®b¢. Пусть для некоторого b_l не существует такого k, что n-k четно и xÎY_k(b_l). Тогда

в некоторой окрестности точки x. В этом случае полагаем

. Если же для всех b_j, j³1, существует k_j такие, что n-k_j четны и

, то существует m, m¹i, такое, что n-m четно и xÎY_m(b_j) для бесконечного числа элементов последовательности {b_j}. По лемме 2 xÎY_m(b¢). Так как n-i и n-m четны, то m¹i-1, m¹i+1. Вместе с m¹i это противоречит включению xÎY_i(b¢).

б) Предположим, что xÎY_i(1)=X_i₊₁(1). Пусть a¢=inf{a:xÎX_i₊₁(a)}. Согласно лемме 2, xÎX_i₊₁(a¢). Если a¢=0, то xÎX_i₊₁(0)=Y_i₊₂(0). Это противоречит условию xÎX_i₊₁(a¢). Поэтому a¢¹0 и дальнейшее рассмотрение аналогично приведенному в а).

Случай II, i=n+2. а) При x¹Y_n₊₂(1) доказательство аналогично доказательству пункта а) случая I.

б) Пусть xÎY_n₊₂(1). Так как Y_n₊₂(1)ÌY_n₊₁(1), то xÎY_n₊₁(1). Точка x не может совпадать с левым концом отрезка Y_n₊₁(1), так как в этом случае множества Y_n₊₁(1) и Y_n₊₂(1) совпадают, что невозможно. Так как xÎY_n₊₁(1) и не совпадает с левым концом отрезка Y_n₊₁(1), то d₁(t)£0 в некоторой окрестности точки x. В этом случае полагаем

.

Итак, доказано существование такой ФР

, что Á_s-Á_n£0 в некоторой окрестности точки x. Случай Á_s-Á_n³0 рассматривается аналогично.

Теорема следует из леммы 3 и утверждения:

Á_s(x) и

Á_s(x+0) достижимы. Докажем последнее.

Пусть d=

Á_s(x) . Пусть последовательность ФР

, i³1, такова, что Á

. Выберем подпоследовательность последовательности {s_i}, слабо сходящуюся к некоторой ФР

. Покажем, что Á_s(x)=d. Для произвольного e>0 выберем x¢<x такое, что Á_s(x)-Á_s(x¢)<e¤2 и x¢- точка непрерывности Á_s. Существует номер N такой, что для любого j>N выполнено неравенство ½Á(x¢)-Á_s(x¢)½<e¤2, из которого следует, что Á_s(x¢) - Á(x¢)<e, j>N. Так как Á(x¢) £ Á(x), то Á_s(x) - Á(x)<e, откуда следует Á_s(x) - d£e. Последнее неравенство влечет Á_s(x)=d.

Глава 2 О чебышевской экстремальной задаче на [0,
¥
)
В настоящей работе на конкретных классах функций распределения (ФР) даны два подхода к решению чебышевской экстремальной задачи на [0, ¥).

Чебышевская экстремальная задача. Пусть Â - выпуклый класс ФР на [0, ¥), системы u₀º1 на [0, ¥) функций образуют T₊-системы на [0, ¥).

Положим (1£i£n, sÎÂ):

- моментное пространство класса Â относительно системы

.

Пусть

.

Найти

, где

.

1⁰. Первый подход заключается в урезании справа класса Â в точке x>0, наложении условий, при которых задача на «урезанном» классе Â_х решается, и в переносе предельным переходом x®¥ решения на класс Â.

Для любого x>0 введем подкласс класса Â: Â_х={sÎÂ:s(x+0)=1}.

Очевидно, для любых x₁<x₂

(1)
Предположим, что для любого x>0 Â_х- индексационный с дефектом n класс ФР на [0, x] ([5]).

Примерами таких классов служат: класс всех ФР на [0, ¥), класс ФР вогнутых на [0, ¥),класс ФР s на [0, ¥), удовлетворяющих при 0£x<y<¥ неравенству

, L>0 и т. д.

Перечисленные выше классы являются нижними индексационными ([2]), т. е. для них выполнено включение

(

-замыкание множества XÌRⁿ),
где I_i^- - множество всех ФР, имеющих индекс i^- в Â.

Кроме того, для этих классов справедливо включение

, и следовательно,

(2)
Лемма 1.

.

Доказательство. Пусть

. Из выпуклости множества

следует, что точка

является внутренней точкой некоторого (n+1)-мерного симплекса, лежащего в

, т. е. существуют векторы

, и числа l₁>0, …, l_n>0, l_n₊₁>0 такие, что

.

Из (2) следует существование последовательностей

, таких, что

.
Тогда для достаточно больших k выполнено равенство

,
где

.

Следовательно,

.

Из леммы 1 следует, что

для достаточно больших x. Так как класс Â_x является индексационным на [0, x], то ([5])

,
где

(

) – ФР с нижним (верхним) индексом n+1 в классе Â_x.

Так как ФР имеет индекс (n+1)^- в Â и , то

.

Из (1) следует, что

.
Вид экстремальных ФР

для рассматриваемых классов имеется в [5].

2⁰. Второй подход продемонстрируем на примере класса Â₀ всех ФР на [0, ¥).

Лемма 2. Если u₀, u₁, …, u_n – T₊-система на [0, ¥), то для всех i и j существуют пределы

.

Доказательство. Из определения T₊-системы следует, что для произвольных i, j и чисел a, b функции u_j(t) и au_j(t)+bu_j(t) обращаются в нуль более, чем в n+1 точках.

Пусть х – наибольшее решение уравнения u_j(t)=0. Рассмотрим уравнение

au_j(t)+bu_j(t)=0, t>x. (3)

Уравнение

(u_i(t)¹0, t>x) имеет не более (n+1) решений на (x, ¥) при любых a, b.
Пусть

.
Допустим, что

не существует, т. е. А<B.

Введем последовательности {t_i}_i_³₁, {t_i}_i_³₁, удовлетворяющие условиям:

а) t_k®¥, t_k®¥ при k®¥;
б)

;
в) t₁<t₁<t₂<t₂<…<t_m<t_m<… .

Пусть cÎ(A, B).

Из-за непрерывности функции

на (x, ¥) уравнение

имеет бесконечное множество решений на (x, ¥).

Выберем 0£j₀£n так, чтобы

для всех

и обозначим

.

Пусть число t₀ таково, что

при t>t₀.
Рассмотрим функцию

Пусть

.
Легко видеть, что системы v₀, v₁, …, v_n и v₀, v₁, …, v_n, W являются T₊-системами на [0, ¥).

Предположим, что эти системы являются T₊-системами также на [0, ¥], т. е. для любых 0£t₀<t₁<…<t_n_-1<t_n<¥

,
где

.

Через

обозначим множество ФР sÎÂ₀, для которых интегралы

, абсолютно сходятся.

Пусть

- моментное пространство класса

относительно системы

.

Рассмотрим класс непрерывных слева и неубывающих на [0, ¥) функций

.

Имеем

, т. е.

.

Заметим, что отображение

является взаимно однозначным, причем

.

Таким образом,

- множество всех неубывающих, непрерывных слева функций ограниченной вариации на [0, ¥).

Пусть

.

Необходимо найти

. (4)
Из равенств (sÎÂ₀^U)

следует, что задача (4) эквивалентна следующей.

Найти

, (5)
где

- множество функций

, удовлетворяющих равенствам

.

Таким образом, задача в классе Â₀ сведена к задаче (5), решение которой приведено, например, в [3].

Именно для любого

,
где

- ступенчатая функция, имеющая положительные скачки в точках

при нечетном n и в точках

при четном n,

- ступенчатая функция, имеющая положительные скачки в точках

при нечетном n и в точках

при четном n.

Из приведенных выше рассуждений следует, что

,

где

,
r - величина скачка функции

в точке ¥.

Литература
1.        Крейн М.Г., Нудельман А.А. Проблема моментов Маркова и экстремальные задачи. – Москва: Наука, 1973.

2.        Таталян К.Р. Экстремальные задачи проблемы моментов на классах распределений. – Дисс. на соиск. ученой степени кандидата физ.-мат. наук. Москва, МИЭМ, 1988.

3.        Карлин С., Стадден В. Чебышевские системы и их применение в анализе и статистике. – Москва: Наука, 1976.

4.        Даниэлян Э.А., Таталян К.Р. О проблеме моментов на мажоризируемых классах. – Ереван: Межвуз. сб. научн. трудов “Прикладная математика”, № 7, 1988.

5.        Манукян В.Р. О проблеме моментов для индексационных классов распределений. – Ереван: ДАН РА, том XCI, № 4, 1990.

Bukvasha