Advances in Applied Mathematics
                  
                  Vol.
                  11
                   No.
                  01
                  (
                  2022
                  ), Article ID:
                  48055
                  ,
                  7
                  pages 
                  10.12677/AAM.2022.111018 
                Bergman空间上Toeplitz算子的拟正规性和 双正规性 
                李佳
               
              
             
            
           
            
            
            
           
          辽宁师范大学数学学院,辽宁 大连
收稿日期:2021年12月13日;录用日期:2022年1月3日;发布日期:2022年1月18日

摘要
本文主要研究Bergman空间上以非调和函数为符号的Toeplitz算子的拟正规性和双正规性:1) 以 
 为符号的Toeplitz算子的拟正规性和双正规性;2) 以 
 为符号的Toeplitz算子的拟正规性和双正规性。
关键词
Bergman空间,Toeplitz算子,拟正规,双正规

Quasi-Normality and Binormality of Toeplitz Operators on Bergman Spaces 
Jia Li
School of Mathematics, Liaoning Normal University, Dalian Liaoning
Received: Dec. 13th, 2021; accepted: Jan. 3rd, 2022; published: Jan. 18th, 2022

ABSTRACT
In this paper, we mainly study the quasi-normality and binormality of Toeplitz operators in Bergman space with non-harmonic functions: 1) The quasi-normality and binormality of Toeplitz operators with 
 as symbols; 2) Quasi-normality and binormality of Toeplitz operators with 
 as symbols.
Keywords:Bergman Spaces, Toeplitz Operators, Quasi-Normality, Binormality

Copyright © 2022 by author(s) and Hans Publishers Inc.
This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0).
http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
 
1. 引言
Toeplitz算子是算子理论的组成之一,Toeplitz算子理论在概率论、控制论和物理等领域中的许多问题上都有着广泛的应用。正规算子起源于正规矩阵。如今,正规算子的理论较完备,许多学者将正规性的概念推广得到拟正规性、亚正规性、次正规性、双正规性等概念。
2019年,Gu [1] 等人介绍了Hardy空间上以解析函数或余解析函数为符号的双正规算子。进一步,对于以三角多项式和有理函数为符号的Toeplitz算子,他们证明了这些Toeplitz算子是双正规的当且仅当他们是正规的。
Bergman空间上关于Toeplitz算子的相关性质见 [2] [3] [4] [5]。1989年,Nazih [6] 证明了对于有界解析函数 
,如果 
 或者 
 是拟正规的,则 
 是一个常数。2010年,Guediri [7] 证明了若以有界解析函数或余解析函数为符号的对偶Toeplitz算子是拟正规的,则符号函数是一个常数。2020年Sumin [8] 等人给出了Bergman空间上以调和函数和非调和函数为符号的正规Toeplitz算子相关结论。
2. 预备知识
设H为无穷维复可分Hilbert空间上, 
 为H上一切有界线性算子所构成的Banach代数。设 
 是复数域
上的单位圆盘,设 
 是 
 上的规范化面积测度。Bergman空间 
 是 
 上全体解析函数构成的空间。定义 
 上的内积为
Bergman空间 
 上的再生核

设P是 
 到 
 的正交投影,积分算子P表示为
设 
 是 
 上全体本质有界可测函数构成的空间。对 
,以 
 为符号的算子 
 定义为
则 
 被称为Bergman空间 
 上的Toeplitz算子。以 
 定义 
 的共轭算子。对 
,如果 
,则 
 是正规的;如果 
,则 
 是拟正规的;如果 
,则 
 是双正规的。这三类算子之间的关系如下
设a和b是复数, 
 和 
 是上的有界函数。则Toeplitz算子有如下性质:
a) 
。
b) 
。
如果 
,则
c) 
。
d) 
。
3. 以非调和函数为符号的Toeplitz算子的拟正规性和双正规性
本节主要研究了两个非调和函数,分别是 
 和 
,并给出了Toeplitz算子拟正规和双正规的充要条件。首先介绍本文常用的一个引理:
引理3.1 [9] 如果 
 并且 
,则
1) 
,
2) 
。
命题3.2 设 
,其中 
,,,。则
1) 
 不是拟正规的;
2) 
 是双正规的当且仅当 
。
证明:1) 由引理2.1,有 
,进一步 
,,再次运用引理2.1,可得
相似地,
若 
 是拟正规的,则 
。若 
,对比 
 的系数,有 
,矛盾;若 
,对比 
 的系数,有 
,矛盾。因此不论 
 为何值, 
 都不是拟正规的。
2) 证明过程同1),其中
同理可得,
若 
 是双正规的,则 
。若 
,则等式成立。若 
,对比 
 的系数,可得 
。
当 
 时, 
,此时对 
,有
因此 
 是双正规的当且仅当 
。结论得证。
当 
 时,得到一个简单的实例如下:
例3.3 设 
,其中 
,。则
1) 
 不是拟正规的;
2) 
 是双正规的当且仅当 
。
为了讨论以 
 为符号的Toeplitz算子的拟正规性和双正规性,首先给出一个必要的引理:
引理3.4 [8] 设 
,其中 
,, 且非零。则 
 是正规的当且仅当 
 有形式
命题3.5 设 
,其中 
 且非零,则
1) 
 是拟正规的当且仅当 
,
2) 
 是双正规的当且仅当 
。
证明:1) 根据引理2.4和 
 是正规的则 
 是拟正规的可得充分性,下证必要性。
由引理2.1可知
再次利用引理2.1,
进一步,
同样地,
若 
 是拟正规的,则 
。对比常数项,有
即
因为 
,所以 
,由此可得 
。
2) 同样容易得到充分性,下证必要性。通过直接的计算可得
和
对比 
 的系数,可得
其中 
,由于 
 非零,可得 
。
4. 研究结论
本文研究Bergman空间上Toeplitz算子的拟正规性和双正规性,并给出两个以非调和函数为符号函数的Toeplitz算子的拟正规性和双正规性的充分必要条件。
文章引用
李  佳. Bergman空间上Toeplitz算子的拟正规性和双正规性
Quasi-Normality and Binormality of Toeplitz Operators on Bergman Spaces[J]. 应用数学进展, 2022, 11(01): 126-132. https://doi.org/10.12677/AAM.2022.111018
参考文献
- 1. Gu, C., Kang, D.O., Ko, E., et al. (2019) Binormal Toeplitz Operators on the Hardy Space. International Journal of Mathematics, 30, 1950001. https://doi.org/10.1142/S0129167X19500010
 
- 2. Park, J.D. (2006) Bounded Toeplitz Products on the Bergman Space of the Unit Ball. Integral Equations and Operator Theory, 54, 571-584. https://doi.org/10.1007/s00020-005-1405-1
 
- 3. Raimondo, R. (2000) Toeplitz Operators on the Bergman Space of the Unit Ball. Bulletin of the Australian Mathematical Society, 62, 273-285. https://doi.org/10.1017/S0004972700018748
 
- 4. Ahern, P. and Čučković, Ž. (2001) Products of Toeplitz Operators on the Bergman Space. Illinois Journal of Mathematics, 45, 113-121. https://doi.org/10.1215/ijm/1258138257
 
- 5. Gu, C. and Kang, D. (2014) Normal Toeplitz and Hankel Operators with Operator-Valued Symbols. Houston Journal of Mathematics, 40, 1155-1181.
 
- 6. Faour, N. (1989) On Quasinormal, Subnormal, and Hyponormal Toeplitz Operators. Rendiconti del Circolo Matematico di Palermo, 38, 121-129. https://doi.org/10.1007/BF02844854
 
- 7. Guediri, H. (2010) Quasinormality and Numerical Ranges of Certain Classes of Dual Toeplitz Operators. Abstract and Applied Analysis, 2010, Article ID 426319. https://doi.org/10.1155/2010/426319
 
- 8. Kim, S. and Lee, J. (2020) Normal Toeplitz Operators on the Bergman Space. Mathematics, 8, 1463. 
https://doi.org/10.3390/math8091463
 
- 9. Simanek, B. (2019) Hyponormal Toeplitz Operators with Non-Harmonic Algebraic Symbol. Analysis and Mathematical Physics, 9, 1613-1626. https://doi.org/10.1007/s13324-018-00279-2