楊碧瓏,易才鳳
(江西師范大學(xué)數(shù)學(xué)與信息科學(xué)學(xué)院,江西南昌330022)
本文使用Nevanlinna值分布理論的標(biāo)準(zhǔn)記號[1-2],以 T(r,f)記亞純函數(shù)f(z)的特征函數(shù),N(r,f=a)表示函數(shù)f(z)的a值點的密值量,ρ(f)和μ(f)分別表示f(z)的級與下級,用δ(a,f)表示函數(shù)f(z)在點a的虧量等.
關(guān)于亞純系數(shù)高階線性微分方程
非零解在全平面上的增長性已有很多研究,本文主要討論此類方程的解在某些角域上的增長性.
論文的證明需要用到角域上特征函數(shù)的相關(guān)性質(zhì)[3-4].
假設(shè)f(z)是角域Ω(α,β)上的亞純函數(shù),其中
亞純函數(shù)f(z)在角域Ω(α,β)上的增長級和下級依次定義為
下面定義角域上的Ahlfors-Shimizu特征函數(shù)[5],令
定義
并運用Ahlfors-Shimizu特征函數(shù)定義了f(z)在角域Ω(α,β)上的級和下級:
然而這2種不同定義的增長級存在一定的聯(lián)系,根據(jù)文獻[6]中證明的不等式
其中 Ω= Ω(α,β),ω= π(β - α),容易知道,若則σαβ(f)<∞.若{αj,βj}(j=1,2,…,q)為 q 組實數(shù),滿足
定理A[7]設(shè)A0(z)于開平面亞純,具有非零的增長級ρ(0<ρ≤∞),其下級μ=μ(A0)<∞,在∞的虧量δ= δ(∞,A0)> 0.{αj,βj}(j=1,2,…,q)為滿足(3)式的 q組實數(shù),并且,其中σ > 0,μ≤σ≤ρ.若A(z)(j=j1,2,…,k)于開平面亞純且 T(r,Aj)=o(T(r,A0)),則方程
的每1個非零解f(z)有σX(f)=+∞,其中αj≤argz≤βj}.
自然會問:當(dāng)A0(z)為具有有限虧值的亞純函數(shù)時,方程(1)是否也有相同的結(jié)論?下面的定理回答了上述問題.
定理1 設(shè)A0(z)為ρ=ρ(A0)級亞純函數(shù),其下級μ=μ(A0)<∞,極點收斂指數(shù)λ=λ(1/A0)<ρ,存 在 有 限 虧 值 a,δ= δ(a,A0) > 0.{αj,βj}(j=1,2,…,q)為滿足(3)式的 q組實數(shù),令ω=max{π/(β1-α1),…,π/(βq-αq)},且ω<ρ,,其中 σ> 0,max{ω,μ,λ}< σ≤ρ.若Aj(z)(j=1,2,…,k-1)于開平面亞純且ρ(Aj)=0,則方程
為了證明定理,還需要下面的相關(guān)記號和引理.
引理1[8]設(shè)f(z)為角域上的有限ρ級亞純函數(shù),令 Γ={(n1,m1),(n2,m2),…,(nj,mj)}表示滿足ni>mi≥0(i=1,2,…,j)的不同整數(shù)對的有限集合,設(shè)ε>0及δ>0為給定的正常數(shù),則存在只與f,ε,δ有關(guān)的常數(shù)k>0,使得
對所有(n,m)∈Γ 成立,其中z=reiφ∈Ω(α +δ,β-δ)且z?D,D為由半徑之和為有限的可數(shù)個圓盤構(gòu)成的R-集,其中kδ=π/(β-α-2δ).
引理2[6,9]設(shè)f(z)為開平面上的超越亞純函數(shù),下級μ和級ρ分別滿足μ<∞ 和0<ρ≤∞,則對任意滿足μ≤σ≤ρ的正數(shù)σ和1個線性測度為有限的集合E,存在1個正數(shù)序列{rn}滿足以下條件:
(iii)T(t,f)≤(1+o(1))(2t/rn)σT(rn/2,f),t∈[rn/n,nrn],并稱滿足上述條件的序列{rn}為f(z)在除集E外的σ級Pólya峰序列.
設(shè)f(z)為開平面上的亞純函數(shù),a為復(fù)常數(shù),令
引理3[10]設(shè)f(z)為開平面上的超越亞純函數(shù),下級μ和級ρ分別滿足μ<∞ 和0<ρ≤∞,若f(z)具有虧值a∈c^=c∪{∞},δ= δ(a,f)>0,則對f(z)的任一σ(μ≤σ≤ρ)級Pólya峰序列{rn}有
引理4[11]設(shè)f(z)為開平面上的亞純函數(shù),Ω(α,β)為開平面上的任一角域,0<β-α≤2π,則對任意復(fù)數(shù)a≠∞,有Sαβ(r,1/(f-a))=Sαβ(r,f)+ε(r,a),其中 ε(r,a)= Ο(1)(r→∞).
引理5[12]設(shè)f(z)為開平面上的亞純函數(shù),當(dāng)f(0)≠∞時,
當(dāng)f(0)=∞時,
其中C-m表示f(z)在z=0點鄰域內(nèi)展式中的首項非零系數(shù).
由方程(1)有
(i)若max{ω,μ,λ}<σ<ρ.
由引理1可知,對上述ε和對給定的ε0>0以及充分大的N,對每個j存在ηj滿足
和只與 f,ε0,ηj有關(guān)的常數(shù) h > 0,使得當(dāng) z=reiφ∈Ω(αj+ηj,βj-ηj),z? D 時,對所以的(n,m)∈ Γ有
其中kδ= π/(βj-αj-2ηj),D為引理1給出的R-集.
特別地,當(dāng)z=reiφ∈Ω(αj+2ηj,βj-2ηj)時上式成立,且φ-αj-ηj>ηj>0,此時l(l為某一常數(shù)),所以當(dāng)z=reiφ∈Ω(αj+2ηj,βj-2ηj),z?D時,?M > 0,不依賴z,使得
對A0(z)應(yīng)用引理2,?σ+2ε級Pólya峰序列{rn},使
其中rn?F.
由引理3,對充分大的n有
但由0<δ<1,1/2≤ω<σ可知,
則可得
不妨設(shè)對所有n都成立,若不然只須取其子列代替.當(dāng)n充分大時,有
令 Dn=(αj0+ ε,βj0- ε)D'(rn),En=D(rn,a)∩ Dn,由 D(rn,a)的定義可知
又設(shè) B1:argz= αj0+ ε',B2:argz= βj0- ε'為由原點發(fā)出的2條半直線,當(dāng)rn充分大時,取ε'∈(ε/3,2ε/3)使得B1,B2只與 D 中的有限個圓盤相交,令B2∩D},則measM1<+∞,measM2<+∞.
由 Bαβ(r,f)的定義可得
即得
其中ωj0= π(βj0-αj0-2ε').
又由引理4可得
由rn?F及B1,B2只與D中的有限個圓盤相交可得
又由于
由(5)式,令 z=rei(αj0+ε'),當(dāng) r∈[1,rn]M1時,有
即可得
同理可得
即得
又由z=rneiθ∈Ω(αj0+ ε',βj0- ε')?Ω(αj+2ηj,βj-2ηj)可知,有,則可得Bαj0+ε',βj0-ε'(rn,f(j)/f)=O(1),即得
對Aj(z)(j=1,2,…,k)應(yīng)用不等式(2)
其中 Ω= Ω(αj0+ ε',βj0- ε'),ω= π/(βj0-αj0-2ε'),由引理5 可知 T0(r,f)=T(r,f)+O(1),則Dαj0+ε',βj0-ε'(rn,Aj)≤Sαj0+ε',βj0-ε'(rn,Aj)=O(T0(rn,Ω,Aj))=O(T0(rn,Aj))=O(T(rn,Aj)).
從而
則
將(11)~(12)代入(10)式,再由(9)式可得
再聯(lián)立(8)式可得
因
由(6)式及(13)式可得
矛盾.
(ii)若σ=ρ時,對A0(z)應(yīng)用引理2,存在σ級Pólya峰序列{rn},使
其中rn?F.
在(4)式和(7)式處用σ代替σ+2ε,其余過程同(i)得σ<σ矛盾.故綜合(i)、(ii),定理1得證.
關(guān)于方程的無窮級解的研究,還有許多有意義的結(jié)果.如文[13-14]等就是對方程的某些系數(shù)給定一定的條件,證明了方程的非零解為無窮級.
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