Известия Саратовского университета. Новая серия.

Серия Математика. Механика. Информатика

ISSN 1816-9791 (Print)
ISSN 2541-9005 (Online)


Для цитирования:

Краснощёких Г. В., Волчков В. В. Множества инъективности оператора сферического среднего относительно свертки Бесселя // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Математика. Механика. Информатика. 2025. Т. 25, вып. 4. С. 479-489. DOI: 10.18500/1816-9791-2025-25-4-479-489, EDN: HLNVFT

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Опубликована онлайн: 
28.11.2025
Полный текст:
(downloads: 35)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
517.444,517.58
EDN: 
HLNVFT

Множества инъективности оператора сферического среднего относительно свертки Бесселя

Авторы: 
Краснощёких Глеб Витальевич, Донецкий государственный университет
Волчков Виталий Владимирович, Донецкий государственный университет
Аннотация: 

Пусть $C_\natural$ — множество всех чётных непрерывных функций на вещественной оси, $E$ — непустое множество на $(0,+\infty)$, $\mathcal{R} f(x,t)$ — сферическое среднее функции $f\in C_\natural$ с центром в точке $x\in E$ и радиусом $t>0$ относительно свертки Бесселя. Для оператора $\mathcal{R} $ возникают следующие задачи: 1) выяснить, является ли заданное множество $E$ множеством инъективности преобразования $\mathcal{R}$; 2) если $E$ не является множеством инъективности, то охарактеризовать все функции $f\in C_\natural$, такие что $\mathcal{R} f(x,t)=0$ на $E\times(0,+\infty)$; 3) если $E$ является множеством инъективности, то восстановить $f$ по значениям $\mathcal{R} f(x,t)$ на $E\times(0,+\infty)$. В данной работе получено решение задач 1, 2 для произвольного множества $E\subset(0,+\infty)$, а также решение задачи 3 для случая, когда $E$ — конечное множество инъективности. Показано, что функции из ядра преобразования $\mathcal{R}$ можно описать в виде рядов по собственным функциям оператора Бесселя, сходящихся в пространстве распределений. Отсюда следует, в частности, что множество $E$ не является множеством инъективности преобразования $\mathcal{R}$ тогда и только тогда, когда оно содержится во множестве нулей некоторой собственной функции оператора Бесселя. Кроме того, если $E=\{r_1,\ldots,r_m\}$ — конечное множество инъективности, найден класс формул обращения преобразования $\mathcal{R}$, зависящих от набора полиномов $p_1,\ldots,p_m$. При этом предполагается, что $p_1,\ldots,p_m$ имеют достаточно высокую степень и удовлетворяют некоторым условиям, связанным с нулями преобразований Фурье – Бесселя мер Дирака с носителями в точках $r_1, \ldots, r_m$.

Благодарности: 
Исследование проводилось в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (проект № 124012400352-6).
Список источников: 
  1. Йон Ф. Плоские волны и сферические средние в применении к дифференциальным уравнениям с частными производными. Москва : Иностранная литература, 1958. 158 с.
  2. Хелгасон С. Группы и геометрический анализ. Москва : Мир, 1987. 735 c.
  3. Volchkov V. V. Integral geometry and convolution equations. Dordrecht : Kluwer, 2003. 454 p.
  4. Ситник С. М., Шишкина Э. Л. Метод операторов преобразования для дифференциальных уравнений с операторами Бесселя. Москва : Физматлит, 2019. 221 с.
  5. Agranovsky M. L., Quinto E. T. Injectivity sets for the Radon transform over circles and complete systems of radial functions // Journal of Functional Analysis. 1996. Vol. 139, iss. 2. P. 383–414. DOI: https://doi.org/10.1006/jfan.1996.0090
  6. Agranovsky M. L., Volchkov V. V., Zalcman L. A. Conical injectivity sets for the spherical Radon transform // Bulletin of the London Mathematical Society. 1999. Vol. 31, iss. 2. P. 231–236. DOI: https://doi.org/10.1112/S0024609398005396
  7. Волчков В. В., Волчков Вит. В. Конические множества инъективности преобразования Радона на сферах // Алгебра и анализ. 2015. Т. 27, вып. 5. С. 1–31. EDN: https://elibrary.ru/UXUOGL
  8. Selmi B., Nessibi M. M. A local two radii theorem on the Chébli-Trimèche hypergroup // Journal of Mathematical Analysis and Applications. 2007. Vol. 329, iss. 1. P. 163–190. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmaa.2006.06.061
  9. Хермандер Л. Анализ линейных дифференциальных операторов с частными производными : в 4 т. Т. 2. Дифференциальные операторы с постоянными коэффициентами. Москва : Мир, 1986. 456 с.
  10. Zalcman L. Analyticity and the Pompeiu problem // Archive for Rational Mechanics and Analysis. 1972. Vol. 47. P. 237–254. DOI: https://doi.org/10.1007/BF00250628
  11. Левитан Б. М. Разложение по функциям Бесселя в ряды и интегралы Фурье // Успехи математических наук. 1951. Т. 6, вып. 2. С. 102–143.
  12. Киприянов И. А. Сингулярные эллиптические краевые задачи. Москва : Наука, Физматлит, 1997. 196 c.
  13. Trimèche K. Generalized wavelets and hypergroups. New York : CRC Press, 1997. 364 p.
  14. Волчков Вит. В., Краснощёких Г. В. Уточнение теоремы о двух радиусах на гипергруппе Бесселя – Кингмана // Математические заметки. 2024. Т. 116, вып. 2. С. 212–228. DOI: https://doi.org/10.4213/mzm14184
  15. Volchkova N. P., Volchkov Vit. V. Recovering the Laplacian from centered means on balls and spheres of fixed radius // Проблемы анализа. 2023. Т. 12 (30), вып. 1. С. 96–117. DOI: https://doi.org/10.15393/j3.art.2023.13290
  16. Бейтмен Г., Эрдейи А. Высшие трансцендентные функции : в 3 т. Т. 2. Функции Бесселя, функции параболического цилиндра, ортогональные многочлены. Москва : Наука, 1974. 295 с.
  17. Бремерман Г. Распределения, комплексные переменные и преобразования Фурье. Москва : Мир, 1968. 276 c.
Поступила в редакцию: 
19.01.2025
Принята к публикации: 
17.03.2025
Опубликована: 
28.11.2025