用Bn表示Cn中的单位球; dv和dσ分别表示Bn和 ∂Bn的正规Lebesgue测度; 对z=(z1,⋯,zn), w=(w1,⋯,wn),我们定义⟨z,w⟩=n∑j=1zj¯wj; H(Bn)表示Bn上全纯函数的全体; H∞表示Bn上的有界 全纯函数的全体. 对α>−1, 定义dvα(z)=cα(1−|z|2)αdv(z), 其中cα=Γ(n+1+α)n!Γ(α+1).
若f∈H(Bn),用∇f(z)=(∂f∂z1(z),⋯,∂f∂zn(z))表示f的梯度, 用Rf(z)=⟨∇f(z),¯z⟩=n∑j=1zj∂f∂zj(z) 表示f的径向导数.
设0<p<∞, α>−1,Bn上的加权Bergman空间Apα是H(Bn)中满足 ‖f‖pApα=∫Bn|f(z)|pdvα(z)<∞的函数f的全体; Bn上的加权Dirichlet空间Dpα是H(Bn)中满足 Rf∈Apα的函数全体. 因此f∈Dpα当且仅当 ‖f‖pDpα=|f(0)|p+‖Rf‖pApα<∞.
在单复变中,Cesàro算子定义如下 C[f](z)=∞∑j=0(1j+1j∑k=0ak)zj, f(z)=∞∑j=0ajzj∈H(B1). 给定g∈H(B1),H(B1)上的广义Cesàro算子定义为 Tg(f)(z)=∫z0f(t)g′(t)dt (f∈H(B1), z∈B1). 容易验证,当g(z)=log11−z时, Tg(f)(z)=zC[f](z).
在多复变中,给定 ψ∈H(Bn),H(Bn)上广义 Cesàro算子 Tψ 定义为 Tψ(f)(z)=∫10f(tz)Rψ(tz)dtt (f∈H(Bn), z∈Bn). 在复平面上,Cesàro 算子和广义 Cesàro算子已经被研究了相当长的时间,在 Hardy 空间、BMOA空间、 Bloch型空间、Bergman空间、 混合模空间等经典函数空间上获得了一系列成果(见文献[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]); 对于多复变情形,最近文献[8, 9, 10, 11, 12]分别讨论了单位球上 Bloch空间,混合模空间,Besov-Sobolev空间以及Bloch型空间与Dirichlet型空间之间的广义Cesàro算子的有界性和紧性问题. 本文将在上述基础之上讨论从Dirichlet型空间Dpα 到 Dirichlet型空间Dqβ 的广义Cesàro算子Tψ, 给出了当0<p≤1、1<p<α+1或p>n+1+α时Tψ为有界算子或紧算子的充要条件. 同时,也给出了p取其它值时Tψ为有界算子或紧算子的充分 条件或必要条件.
本文中C,C′,C″等表示与变量z,w,a等无关但可以与某些有界量或参数p,q等 有关的正数,不同的地方可以代表不同的数.
引理2.1 ([13,定理2.10]) 设a,b为实数,定义积分算子S如下 Sf(z)=(1−|z|2)a∫Bn(1−|w|2)b|1−⟨z,w⟩|n+1+a+bf(w)dv(w), 则对−∞<t<∞和1≤p<∞ 以下两条等价
(1) S是Lp(Bn,dvt)的有界算子(Lp(Bn,dvt)表示Lebesgue空间);
(2) −pa<t+1<p(b+1).
引理2.2 ([13,定理2.15]) 设0<p≤1, α>−1. 则 ∫Bn|f(z)|(1−|z|2)(n+1+α)/p−(n+1)dv(z)≤C‖f‖Apα 对所有的f∈Apα成立.
引理2.3 ([13,定理 2.2]) 设α>−1, f∈A1α. 则对所有的z∈Bn f(z)=∫Bnf(w)dvα(w)(1−⟨z,w⟩)n+1+α.
引理2.4 ([13,定理 1.12]) 设c是实数,t>−1. 则积分 Jc,t=∫Bn(1−|w|2)tdv(w)|1−⟨z,w⟩|n+1+t+c, z∈Bn 有如下性质:
(1) 当 c<0时,Jc,t有界;
(2) 当 c=0时,Jc,t∼log11−|z|2 (|z|→1−);
(3)~ 当c>0时,Jc,t∼(1−|z|2)−c (|z|→1−).
引理2.5 设α>−1,p>0,f∈Dpα且f(0)=0,则存在常数C>0以及充分大的γ使得
(i) 当0<p≤1时,有 |f(z)|p≤C∫Bn|Rf(w)|pdvγ(w)|1−⟨z,w⟩|n+1+γ−p;
(ii) 当p>1时,对任给的s>0,有 |f(z)|p≤C∫Bn|Rf(w)|pdvγ(w)|1−⟨z,w⟩|n+1+γ+s−p.
证 若f∈Dpα,则当0<p≤1时,取充分大的β≥n+1+αp−n−1, 当p>1时,取充分大的β>1+αp就有Rf∈A1β,由引理2.3知, Rf(z)=∫BnRf(w)dvβ(w)(1−⟨z,w⟩)n+1+β, z∈Bn. 由于 Rf(0)=0,所以 Rf(z)=∫BnRf(w)(1(1−⟨z,w⟩)n+1+β−1)dvβ(w), z∈Bn. 又因为 f(z)−f(0)=∫10Rf(tz)tdt=∫BnRf(w)L(z,w)dvβ(w), 其中 |L(z,w)|=|∫10(1(1−t⟨z,w⟩)n+1+β−1)dtt|=|∞∑k=1Γ(k+n+1+β)kk!Γ(n+1+β)⟨z,w⟩k|≤C|1−⟨z,w⟩|n+β. 所以 |f(z)|≤C∫Bn|Rf(w)|dvβ(w)|1−⟨z,w⟩|n+β.(2.1)
当0<p≤1时,令 β=n+1+γp−(n+1), 且β充分大使得 γ>α+p>−1,对于固定的z∈Bn,由于 ∫Bn|Rf(w)/(1−⟨w,z⟩)n+β|pdvγ(w)≤C(1−|z|2)(n+β)p+α−γ∫Bn|Rf(w)|pdvα(w), 所以Rf(w)/(1−⟨w,z⟩)n+β∈Apγ. 由引理2.2 和(2.1)式得 |f(z)|p≤C(∫Bn|Rf(w)(1−⟨z,w⟩)n+β|(1−|w|2)n+1+γp−(n+1)dv(w))p≤C∫Bn|Rf(w)(1−⟨z,w⟩)n+β|pdvγ(w)≤C∫Bn|Rf(w)|pdvγ(w)|1−⟨z,w⟩|n+1+γ−p. 当p>1时,让1/p+1/q=1,任取非常小的s>0,由H¨older 不等式以及引理2.4得 |f(z)|p≤C(∫Bn|Rf(w)|dvβ(w)|1−⟨z,w⟩|n+β)p≤C∫Bn|Rf(w)|p(1−|w|2)pdvβ−1(w)|1−⟨z,w⟩|n+s+β(∫Bndvβ−1(w)|1−⟨z,w⟩|n−qsp+β)pq≤C∫Bn|Rf(w)|p(1−|w|2)pdvβ−1(w)|1−⟨z,w⟩|n+s+β≤C∫Bn|Rf(w)|pdvβ−1(w)|1−⟨z,w⟩|n+s+β−p. 取γ=β−1,我们有 |f(z)|p≤C∫Bn|Rf(w)|pdvγ(w)|1−⟨z,w⟩|n+1+γ+s−p. 证毕.
引理2.6 设α>−1,p>0,f∈Dpα, 则存在常数C>0使得 |f(z)|≤C‖f‖Dpα{1,n+1+α<p;log21−|z|2, n+1+α=p;(1−|z|2)n+1+α−pp,n+1+α>p.(2.2)
证 若f∈Dpα,类似引理2.5的证明, 对充分大的 β>max 有 Rf(z)=\int_{B_n}{Rf(w)} \bigg(\frac{1}{(1-\langle z,w\rangle )^{n+1+\beta}}-1\bigg){\rm d}v_\beta(w),\ \ \ \ z\in B_n. (2.3) 因此,当p>1时,任给\sigma>0,由引理2.4得 \begin{eqnarray*} |Rf(z)|^p&\leq & C \left(\int_{B_n}|Rf(w)|^p\frac{|1-(1-\langle z,w\rangle )^{n+1+\beta}|^p}{|1-\langle z,w\rangle |^{n+1+\beta-p\sigma}}{\rm d}v_\beta(w)\right)\\ && \times\left(\int_{B_n}\frac{1}{|1-\langle z,w\rangle |^{n+1+\beta+\frac{p}{p-1}\sigma}}{\rm d}v_\beta(w)\right)^{p-1}\\ &\leq&C \left(\frac{|z|^p}{(1-|z|^2)^{n+1+\alpha-p\sigma}}\int_{B_n}|Rf(w)|^p{\rm d}v_\alpha(w)\right)\left((1-|z|^2)^{-\frac{p}{p-1}\sigma}\right)^{p-1}\\ &\leq&C \frac{|z|^p}{(1-|z|^2)^{n+1+\alpha}}\int_{B_n}|Rf(w)|^p{\rm d}v_\alpha(w). \end{eqnarray*} 当0<p< 1时,令 \beta=\frac{n+1+\gamma}{p}-(n+1), 且\beta充分大使得 \gamma > \alpha+p>-1,对于固定的z\in B_n,Rf(w)\langle w,z\rangle /(1-\langle w,z\rangle )^{n+1+\beta}\in A_{\gamma}^p. 由引理2.2和(2.3)式得 \begin{eqnarray*} |Rf(z)|^p &\leq& C \left(\int_{B_n} \bigg|\frac{Rf(w)(1-(1-\langle z,w\rangle )^{n+1+\beta})} {(1-\langle z,w\rangle )^{n+1+\beta}}\bigg|(1-|w|^2)^{\frac{n+1+\gamma}{p}-(n+1)}{\rm d}v(w)\right)^p\\ &\leq& C\int_{B_n}\bigg|\frac{Rf(w)\langle z,w\rangle } {(1-\langle z,w\rangle )^{n+1+\beta}}\bigg|^p{\rm d}v_\gamma(w)\leq C |z|^p\int_{B_n}\frac{|Rf(w)|^p{\rm d}v_\gamma(w)}{|1-\langle z,w\rangle |^{n+1+\gamma}}\\ &\leq& C\frac{|z|^p}{(1-|z|^2)^{n+1+\alpha}}\int_{B_n}|Rf(w)|^p{\rm d}v_\alpha(w). \end{eqnarray*} 因此,对所有的0<p<\infty有 |Rf(z)| \leq C\frac{|z|}{(1-|z|^2)^{\frac{n+1+\alpha}{p}}}\|f\|_{D_\alpha^p}, 所以 \begin{eqnarray*} |f(z)|&=&\bigg|f(0)+\int_0^1\frac{Rf(tz)}{t}{\rm d}t\bigg| \leq |f(0)|+C\|f\|_{D_\alpha^p}\int_0^1\frac{|tz|} {t(1-|tz|^2)^{\frac{n+1+\alpha}{p}}}{\rm d}t\\ &\leq& |f(0)|+C\|f\|_{D_\alpha^p}\int_0^1 \frac{|z|{\rm d}t}{(1-|tz|^2)^{\frac{n+1+\alpha}{p}}}\\ &\leq& |f(0)|+C\|f\|_{D_\alpha^p}\int_0^{|z|} \frac{{\rm d}t}{(1-t)^{\frac{n+1+\alpha}{p}}}\\ &\leq & C\|f\|_{D_\alpha^p} \left\{ \begin{array}{ll} 1,& n+1+\alpha<p; \\ \log\frac{2}{1-|z|^2},\ \ & n+1+\alpha=p; \\[2mm] (1-|z|^2)^{\frac{n+1+\alpha-p}{p}},~~ & n+1+\alpha>p. \end{array} \right. \end{eqnarray*} 证毕.
\bf 引理 2.7 $^{[16]}\quad 设q>-1,则存在常数C>0,使得对一切w\in B_n,都有 \int_{B_n}\bigg|\log\frac{1}{1-\langle z,w\rangle }\bigg|^2\frac{(1-|z|^2)^q}{|1-\langle z,w\rangle |^{n+1+q}}{\rm d}v(z)\leq C\left(\log\frac{1}{1-|w|^2}\right)^2. $
\bf 定理1 设 \psi\in H(B_n),0<p\leq q<\infty,\alpha,\ \beta>-1. 则
(i) 当0<p\leq 1或1<p<1+\alpha时,T_\psi:D_{\alpha}^p \rightarrow D_{\beta}^q是有界算子的充要条件为 \sup_{a\in B_n}\int_{B_n}\frac{|R\psi(z)|^q(1-|a|^2)^{q}{\rm d}v_\beta(z)}{|1-\langle a,z\rangle |^{\frac{q(n+1+\alpha)}{p}}}=M_1<\infty; (3.1)
(ii) 当p>n+1+\alpha时,T_\psi:D_{\alpha}^p \rightarrow D_{\beta}^q是有界算子的充要条件为\psi\in D_{\beta}^q;
(iii) 当1<p<n+1+\alpha且\alpha+1\leq p时,若T_\psi:D_{\alpha}^p \rightarrow D_{\beta}^q是有界算子,则(3.1)式成立; 若存在s{\rm{ }} > 0,使得 \sup_{a\in B_n}\int_{B_n}\frac{|R\psi(z)|^q(1-|a|^2)^{q}{\rm d}v_\beta(z)}{|1-\langle a,z\rangle |^{\frac{q(n+1+\alpha+s)}{p}}}=M_2<\infty,(3.2) 则T_\psi:D_{\alpha}^p \rightarrow D_{\beta}^q是有界算子; (iv)~ 当p=n+1+\alpha时,若T_\psi:D_{\alpha}^p \rightarrow D_{\beta}^q是有界算子,则 \sup_{a\in B_n}\int_{B_n}|R\psi(z)|^q \bigg(\log\frac{2}{1-|a|^2}\bigg)^{-\frac{2q}{p}} \bigg|\log\frac{2}{1-\langle a,z\rangle }\bigg|^{q+\frac{2q}{p}}{\rm d}v_\beta(z)=M_3<\infty;(3.3) 若 \int_{B_n}|R\psi(z)|^q \bigg(\log{\frac{2}{1-|z|^2}}\bigg)^q{\rm d}v_\beta(z)=M_4<\infty,(3.4) 则T_\psi:D_{\alpha}^p \rightarrow D_{\beta}^q是有界算子.
\bf 证 我们先证充分性. 对任意的f\in D_{\alpha}^p, \begin{eqnarray*} \left(\|T_\psi(f)\|_{D_\beta^q}\right)^{p} &=& \left(|T_\psi(f)(0)|^q+ \int_{B_n}|R(T_\psi(f))(z)|^{q}{\rm d}v_\beta(z)\right)^{\frac{p}{q}} \\ &=&\left(\int_{B_n}|R\psi(z)f(z)|^{q}{\rm d}v_\beta(z)\right)^{\frac{p}{q}}. \end{eqnarray*} (i) (a) 当0 < {\rm{ }}p \le 1时,若(3.1)式成立,由Minkowski不等式和引理2.5得,对充分大的\gamma>\alpha+p>-1 有 \begin{eqnarray*} && \left(\int_{B_n}|R\psi(z)f(z)|^{q}{\rm d}v_\beta(z)\right)^{\frac{p}{q}}\\ &\leq& C\left(\int_{B_n}\left(\int_{B_n} \frac{|Rf(w)|^p}{|1-\langle z,w\rangle |^{n+1+\gamma-p}}{\rm d}v_{\gamma}(w)\right)^{\frac{q}{p}}|R\psi(z)|^{q}{\rm d}v_\beta(z)\right)^{\frac{p}{q}}\\ &\leq&C\int_{B_n}\left(\int_{B_n}\frac{|Rf(w)|^q|R\psi(z)|^{q}}{|1-\langle z,w\rangle |^{\frac{q}{p}(n+1+\gamma-p)}}{\rm d}v_\beta(z)\right)^{\frac{p}{q}}{\rm d}v_{\gamma}(w)\\ &\leq & C\int_{B_n}|Rf(w)|^p(1-|w|^2)^{\alpha}\left(\int_{B_n}\frac{(1-|w|^2)^{\frac{q}{p}(\gamma-\alpha)}|R\psi(z)|^{q}}{|1-\langle z,w\rangle |^ {\frac{q}{p}(n+1+\gamma-p)}}{\rm d}v_\beta(z)\right)^{\frac{p}{q}}{\rm d}v(w)\\ &\leq & C\int_{B_n}|Rf(w)|^p(1-|w|^2)^{\alpha}\left(\int_{B_n}\frac{(1-|w|^2)^{q}|R\psi(z)|^{q}}{|1-\langle z,w\rangle |^ {\frac{q}{p}(n+1+\alpha)}}{\rm d}v_\beta(z)\right)^{\frac{p}{q}}{\rm d}v(w)\\ &\leq&C(M_1)^{\frac{p}{q}}\|f\|^p_{D_\alpha^p}. \end{eqnarray*} 所以 T_\psi:D_{\alpha}^p \rightarrow D_{\beta}^q是有界算子. (b) 当1<p<1+\alpha时,对充分大的 \gamma>\max\{\alpha, \frac{1+\alpha}{p}\}>1, 由文献[13]中定理2.2的证明,Hölder不等式以及(2.1)式和引理2.4得 \begin{eqnarray*} |f(z)|^p&=& \bigg|\int_{B_n}\frac{f(w)(1-|z|^2)^{n+1+\gamma}}{|1-\langle z,w\rangle |^{2(n+1+\gamma)}}{\rm d}v_\gamma(w)\bigg|^p \\ &\leq& \int_{B_n}\frac{|f(w)|^p(1-|z|^2)^{n+1+\gamma}}{|1-\langle z,w\rangle |^{2(n+1+\gamma)}}{\rm d}v_\gamma(w) \left(\int_{B_n}\frac{(1-|z|^2)^{n+1+\gamma}}{|1-\langle z,w\rangle |^{2(n+1+\gamma)}}{\rm d}v_\gamma(w)\right)^{p-1}\\ &\leq& C \int_{B_n}\frac{1}{|1-\langle z,w\rangle |^{n+1+\gamma}} \left(\int_{B_n}\frac{|Rf(\eta)|}{|1-\langle w,\eta\rangle |^{n+\gamma}}{\rm d}v_\gamma(\eta)\right)^p{\rm d}v_\gamma(w). \end{eqnarray*} 由Minkowski不等式以及引理2.1得 \begin{eqnarray*} &&\left(\int_{B_n}|R\psi(z)f(z)|^{q}{\rm d}v_\beta(z)\right)^{\frac{p}{q}}\\ &\leq& C \int_{B_n}\left(\int_{B_n}\frac{|Rf(\eta)|}{|1-\langle w,\eta\rangle |^{n+\gamma}}{\rm d}v_\gamma(\eta)\right)^p\left( \int_{B_n}\frac{(1-|w|^2)^q|R\psi(z)|^{q}}{|1-\langle z,w\rangle |^{\frac{q}{p}(n+1+\alpha)}}{\rm d}v_\beta(z)\right)^{\frac{p}{q}}{\rm d}v_{\alpha-p}(w)\\ &\leq& C(M_1)^{\frac{p}{q}}\int_{B_n}\left(\int_{B_n}\frac{|Rf(\eta)(1-|\eta|^2)|(1-|\eta|^2)^{\gamma-1}}{|1-\langle w,\eta\rangle |^{n+\gamma}}{\rm d}v(\eta)\right)^p{\rm d}v_{\alpha-p}(w)\\ &\leq& C'(M_1)^{\frac{p}{q}}\int_{B_n}|Rf(w)(1-|w|^2)|^p{\rm d}v_{\alpha-p}(w)\leq C'(M_1)^{\frac{p}{q}}\|f\|^p_{D_\alpha^p}. \end{eqnarray*} 所以T_\psi:D_{\alpha}^p \rightarrow D_{\beta}^q是有界算子.
(ii) 当p>n+1+\alpha时,若\psi\in D_{\beta}^q,则由引理2.6得 \begin{eqnarray*} \|T_\psi(f)\|_{D_\beta^q} &=&\left(\int_{B_n}|R\psi(z)f(z)|^{q}{\rm d}v_\beta(z)\right)^{\frac{1}{q}}\\ &\leq & C \|f\|_{D_\alpha^p}\left(\int_{B_n}|R\psi(z)|^{q}{\rm d}v_\beta(z)\right)^{\frac{1}{q}}\leq C \|\psi\|_{D_\beta^q}\|f\|_{D_\alpha^p}. \end{eqnarray*}
(iii) 当1<p<n+1+\alpha且\alpha+1\leq p时,若存在s>0,使得 \sup_{a\in B_n}\int_{B_n}\frac{|R\psi(z)|^q(1-|a|^2)^{q}{\rm d}v_\beta(z)}{|1-\langle a,z\rangle |^{\frac{q(n+1+\alpha+s)}{p}}}=M_2<\infty,(3.5) 则由Minkowski不等式和引理2.5类似(i)_{(a)}的证明得,对充分大的\gamma>\frac{1+\alpha}{p}>-1有 \begin{eqnarray*} && \left(\int_{B_n}|R\psi(z)f(z)|^{q}{\rm d}v_\beta(z)\right)^{\frac{p}{q}}\\ &\leq& C\left(\int_{B_n}\left(\int_{B_n} \frac{|Rf(w)|^p}{|1-\langle z,w\rangle |^{n+1+\gamma+s-p}}{\rm d}v_{\gamma}(w)\right)^{\frac{q}{p}}|R\psi(z)|^{q}{\rm d}v_\beta(z)\right)^{\frac{p}{q}}\\ &\leq & C\int_{B_n}|Rf(w)|^p(1-|w|^2)^{\alpha}\left(\int_{B_n}\frac{(1-|w|^2)^{q}|R\psi(z)|^{q}}{|1-\langle z,w\rangle |^ {\frac{q}{p}(n+1+\alpha+s)}}{\rm d}v_\beta(z)\right)^{\frac{p}{q}}{\rm d}v(w)\\ &\leq&C(M_2)^{\frac{p}{q}}\|f\|_{D_\alpha^p}. \end{eqnarray*} 所以 T_\psi:D_{\alpha}^p \rightarrow D_{\beta}^q是有界算子.
(iv) 当p=n+1+\alpha时,若(3.4)式成立,则由引理2.6得 \begin{eqnarray*} \|T_\psi(f)\|_{D_\beta^q} &=&\left(\int_{B_n}|R\psi(z)f(z)|^{q}{\rm d}v_\beta(z)\right)^{\frac{1}{q}}\\ &\leq& C \|f\|_{D_\alpha^p}\left(\int_{B_n}|R\psi(z)|^{q}(\log{\frac{2}{1-|z|^2}})^q{\rm d}v_\beta(z)\right)^{\frac{1}{q}} \leq C (M_4)^{\frac{1}{q}}\|f\|_{D_\alpha^p}. \end{eqnarray*} 所以 T_\psi:D_{\alpha}^p \rightarrow D_{\beta}^q是有界算子.
必要性: 若T_\psi:D_{\alpha}^p \rightarrow D_{\beta}^q是有界算子,则存在常数C>0使得对任意的f\in D_{\alpha}^p,有 \|T_\psi(f)\|_{D^q_{\beta}}\leq C\|f\|_{D_{\alpha}^p},取f=1得 \psi\in D_{\beta}^q,从而(ii)的必要性得证.
任取a\in B_n,当0<p<n+1+\alpha时,令 f_a(z)=\frac{(1-|a|^2)}{(1-\langle z,a\rangle )^\frac{n+1+\alpha}{p}},则 Rf_a(z)=\frac{n+1+\alpha}{p}\frac{\langle z,a\rangle (1-|a|^2)}{(1-\langle z,a\rangle )^\frac{n+1+\alpha+p}{p}}. 由引理2.4得 \begin{eqnarray*} \|f_a\|^p_{D_{\alpha}^p}&=&|f_a(0)|^p+\int_{B_n}|Rf_a(z)|^p{\rm d}v_\alpha(z)\leq 1+\int_{B_n}|\frac{n+1+\alpha}{p}\frac{\langle z,a\rangle (1-|a|^2)}{(1-\langle z,a\rangle )^\frac{n+1+\alpha+p}{p}}|^p{\rm d}v_\alpha(z)\\ &\leq& C\left(1+\int_{B_n}\frac{(1-|a|^2)^p}{|1-\langle z,a\rangle |^{n+1+\alpha+p}}{\rm d}v_\alpha(z)\right)\leq C', \end{eqnarray*} 所以f_a(z)\in D_{\alpha}^p且\|f_a\|_{D_{\alpha}^p}\leq C' \ (C'与a无关).
再由T_\psi的有界以性及T_\psi(f)(0)=0得 \begin{eqnarray*} \sup_{a\in B_n}\int_{B_n}\frac{|R\psi(z)|^q(1-|a|^2)^{q}{\rm d}v_\beta(z)}{|1-\langle a,z\rangle |^{\frac{q(n+1+\alpha)}{p}}}&=& \sup_{a\in B_n}\int_{B_n}|R\psi(z)|^q|f_a(z)|^q{\rm d}v_\beta(z)\\ &=&\sup_{a\in B_n}\|T_\psi(f_a)\|^q_{D_{\beta^q}}\\ &\leq & C\sup_{a\in B_n}\|f_a\|^{\frac{q}{p}}_{D_{\alpha}^p}<C''. \end{eqnarray*}
(i),(iii)的必要性得证.
当p=n+1+\alpha时,令 f_a(z)=(\log\frac{2}{1-|a|^2})^{-\frac{2}{p}}(\log\frac{2}{1-\langle a,z\rangle })^{1+\frac{2}{p}},由引理 2.7 容易证得f_a(z)\in D_{\alpha}^p且\|f_a\|_{D_{\alpha}^p}\leq C \ (C与a无关),类似前面我们可以证得(3.3)式成立.
\bf 定理2 设 \psi\in H(B_n),0<p\leq q<\infty,\alpha,\ \beta>-1. 则
(i) 当0<p\leq 1或当1<p<1+\alpha时,T_\psi:D_{\alpha}^p \rightarrow D_{\beta}^q是紧算子的充要条件为\psi\in D_{\beta}^q且 \lim_{|a|\rightarrow 1}\int_{B_n}\frac{|R\psi(z)|^q(1-|a|^2)^{q}{\rm d}v_\beta(z)}{|1-\langle a,z\rangle |^{\frac{q(n+1+\alpha)}{p}}}=0; o(3.6)
(ii) 当p>n+1+\alpha时,T_\psi:D_{\alpha}^p \rightarrow D_{\beta}^q是紧算子的充要条件为\psi\in D_{\beta}^q;
(iii) 当1<p<n+1+\alpha且\alpha+1\leq p时,若 T_\psi:D_{\alpha}^p \rightarrow D_{\beta}^q是紧算子,则(3.6)式成立; 若\psi\in D_{\beta}^q且存在s>0,使得 \lim_{|a|\rightarrow 1}\int_{B_n}\frac{|R\psi(z)|^q(1-|a|^2)^{q}{\rm d}v_\beta(z)}{|1-\langle a,z\rangle |^{\frac{q(n+1+\alpha+s)}{p}}}=0,(3.7) 则 T_\psi:D_{\alpha}^p \rightarrow D_{\beta}^q是紧算子;
(iv) 当p=n+1+\alpha时,若T_\psi:D_{\alpha}^p \rightarrow D_{\beta}^q是紧算子,则 \lim_{|a|\rightarrow 1}\int_{B_n}|R\psi(z)|^q \bigg(\log\frac{2}{1-|a|^2}\bigg)^{-\frac{2q}{p}} \bigg|\log\frac{2}{1-\langle a,z\rangle }\bigg|^{q+\frac{2q}{p}}{\rm d}v_\beta(z)=0; (3.8) 若\psi\in D_{\beta}^q且 \int_{B_n}|R\psi(z)|^q\bigg(\log{\frac{2}{1-|z|^2}}\bigg)^q{\rm d}v_\beta(z)<\infty,(3.9)
则T_\psi:D_{\alpha}^p \rightarrow D_{\beta}^q是紧算子.
\bf 证 我们先证充分性. 设\{f_{j}\}为在B_n的任一紧子集上一致收敛于0且满足 \|f_{j}\|_{D_\alpha^p}\leq 1的序列. 则 \begin{eqnarray*} \left(\|T_\psi(f_j)\|_{D_\beta^q}\right)^{p} &=& \left(|T_\psi(f_j)(0)|^q+ \int_{B_n}|R(T_\psi(f_j))(z)|^{q}{\rm d}v_\beta(z)\right)^{\frac{p}{q}} \\ &=&\left(\int_{B_n}|R\psi(z)f_j(z)|^{q}{\rm d}v_\beta(z)\right)^{\frac{p}{q}}. \end{eqnarray*}
若(3.6)、(3.7)和(3.9)式成立,且\psi\in D_{\beta}^q,则容易证明存在常数M>0使得 \sup_{a\in B_n}\int_{B_n}\frac{|R\psi(z)|^q(1-|a|^2)^{q}{\rm d}v_\beta(z)}{|1-\langle a,z\rangle |^{\frac{q(n+1+\alpha)}{p}}}< M; (3.10) \sup_{a\in B_n}\int_{B_n}\frac{|R\psi(z)|^q(1-|a|^2)^{q}{\rm d}v_\beta(z)}{|1-\langle a,z\rangle |^{\frac{q(n+1+\alpha+s)}{p}}}< M; (3.11) 且对任给的0<\varepsilon<1,存在0 < {\rm{ }}{r_0} < 1,使得当|a|>r_0时有
(i) (a) 当0<p\leq 1时,由Minkowski不等式、引理2.5、(3.10)、(3.12)和(3.16)式得,对j>J_0以及充分大的 \gamma>\alpha+p>-1 有 \begin{eqnarray*} && \left(\|T_\psi(f_j)\|_{D_\beta^q}\right)^{p}=\left(\int_{B_n}|R\psi(z)f_j(z)|^{q}{\rm d}v_\beta(z)\right)^{\frac{p}{q}}\\ &\leq& C\left(\int_{B_n}\left(\int_{B_n}\frac{|Rf_j(w)|^p}{|1-\langle z,w\rangle |^{n+1+\gamma-p}}{\rm d}v_{\gamma}(w)\right)^{\frac{q}{p}}|R\psi(z)|^{q}{\rm d}v_\beta(z)\right)^{\frac{p}{q}}\\ &\leq&C\int_{B_n}\left(\int_{B_n}\frac{|Rf_j(w)|^q|R\psi(z)|^{q}}{|1-\langle z,w\rangle |^{\frac{q}{p}(n+1+\gamma-p)}}{\rm d}v_\beta(z)\right)^{\frac{p}{q}}{\rm d}v_{\gamma}(w)\\ &\leq & C\int_{B_n}|Rf_j(w)|^p(1-|w|^2)^{\alpha}\left(\int_{B_n}\frac{(1-|w|^2)^{\frac{q}{p}(\gamma-\alpha)}|R\psi(z)|^{q}}{|1-\langle z,w\rangle |^ {\frac{q}{p}(n+1+\gamma-p)}}{\rm d}v_\beta(z)\right)^{\frac{p}{q}}{\rm d}v(w)\\ &\leq & C\bigg(\int_{r_0B_n}+\int_{B_n-r_0B_n}\bigg)|Rf_j(w)|^p(1-|w|^2)^{\alpha}\left(\int_{B_n}\frac{(1-|w|^2)^{q}|R\psi(z)|^{q}}{|1-\langle z,w\rangle |^ {\frac{q}{p}(n+1+\alpha)}}{\rm d}v_\beta(z)\right)^{\frac{p}{q}}{\rm d}v(w)\\ &\leq &CM^{\frac{p}{q}}\int_{r_0B_n}|Rf_j(w)|^p(1-|w|^2)^{\alpha}{\rm d}v(z)+C\varepsilon^{\frac{p}{q}}\int_{B_n-r_0B_n}|Rf_j(w)|^p(1-|w|^2)^{\alpha}{\rm d}v(z)\\ &\leq&C(M^{\frac{p}{q}}\varepsilon^p+\varepsilon^{\frac{p}{q}}\|f_j\|^p_{D_\alpha^p}) \leq C(M^{\frac{p}{q}}\varepsilon^p+\varepsilon^{\frac{p}{q}}). \end{eqnarray*} 所以T_\psi:D_{\alpha}^p \rightarrow D_{\beta}^q是紧算子.
(b) 当1<p<1+\alpha时,类似有界性的证明,对充分大的\gamma>\max\{\alpha,\frac{1+\alpha}{p}\}>1 有 \begin{eqnarray*} |f_j(z)|^p&\leq& C\int_{B_n}\frac{|f_j(w)|^p}{|1-\langle z,w\rangle |^{(n+1+\gamma)}}{\rm d}v_\gamma(w)\\ &\leq& C \int_{B_n}\frac{1}{|1-\langle z,w\rangle |^{n+1+\gamma}} \left(\int_{B_n}\frac{|Rf_j(\eta)|}{|1-\langle w,\eta\rangle |^{n+\gamma}}{\rm d}v_\gamma(\eta)\right)^p{\rm d}v_\gamma(w). \end{eqnarray*} 由Minkowski不等式、引理2.1、(3.10)、(3.12)以及(3.16)式得,对j>J_0有 \begin{eqnarray*} &&\left(\|T_\psi(f_j)\|_{D_\beta^q}\right)^{p}=\left(\int_{B_n}|R\psi(z)f_j(z)|^{q}{\rm d}v_\beta(z)\right)^{\frac{p}{q}}\\ &\leq& C\int_{B_n} |f_j(w)|^p\left(\int_{B_n}\frac{(1-|w|^2)^q|R\psi(z)|^{q}}{|1-\langle z,w\rangle |^{\frac{q}{p}(n+1+\alpha)}}{\rm d}v_\beta(z)\right)^{\frac{p}{q}}{\rm d}v_{\alpha-p}(w)\\ &=& C\bigg(\int_{r_0B_n}+\int_{B_n-r_0B_n}\bigg) |f_j(w)|^p\left(\int_{B_n}\frac{(1-|w|^2)^q|R\psi(z)|^{q}}{|1-\langle z,w\rangle |^{\frac{q}{p}(n+1+\alpha)}}{\rm d}v_\beta(z)\right)^{\frac{p}{q}}{\rm d}v_{\alpha-p}(w)\\ &\leq& C\left(M^{\frac{p}{q}}\varepsilon^p+\varepsilon^{\frac{p}{q}}\int_{B_n} |f_j(w)|^p{\rm d}v_{\alpha-p}(w)\right)\\ &\leq& C\left(M^{\frac{p}{q}}\varepsilon^p+\varepsilon^{\frac{p}{q}} \int_{B_n}\left(\int_{B_n}\frac{|Rf(\eta)(1-|\eta|^2)|(1-|\eta|^2)^{\gamma-1}}{|1-\langle w,\eta\rangle |^{n+\gamma}}{\rm d}v(\eta)\right)^p{\rm d}v_{\alpha-p}(w)\right)\\ &\leq& C(M^{\frac{p}{q}}\varepsilon^p+\varepsilon^{\frac{p}{q}}\|f_j\|^p_{D_\alpha^p})\leq C(M^{\frac{p}{q}}\varepsilon^p+\varepsilon^{\frac{p}{q}}). \end{eqnarray*} 所以T_\psi:D_{\alpha}^p \rightarrow D_{\beta}^q是紧算子.
(ii) 当p>n+1+\alpha时,若\psi\in D_{\beta}^q,则 由引理2.6、(3.14)和(3.16)式得,当j>J_0时有 \begin{eqnarray*} \|T_\psi(f_j)\|^q_{D_\beta^q} &=&\int_{B_n}|R\psi(z)f_j(z)|^{q}{\rm d}v_\beta(z)= \bigg(\int_{r_0B_n}+\int_{B_n-r_0B_n}\bigg)|R\psi(z)f_j(z)|^{q}{\rm d}v_\beta(z)\\ &\leq& C\left(\varepsilon^q\|\psi\|_{D_\beta^q}+\|f\|_{D_\alpha^p}\int_{B_n-r_0B_n}|R\psi(z)|^{q}{\rm d}v_\beta(z)\right)\leq C(\varepsilon^q\|\psi\|_{D_\beta^q}+\varepsilon). \end{eqnarray*} 所以T_\psi:D_{\alpha}^p \rightarrow D_{\beta}^q是紧算子.
(iii) 当1<p<n+1+\alpha且\alpha+1\leq p时,若(3.7)式成立,则 由Minkowski不等式、引理2.5、(3.11)、(3.13)和(3.16)式类似(i)_{(a)}的证明得,对充分大的 \gamma>\frac{1+\alpha}{p}>-1 有 \begin{eqnarray*} && \left(\|T_\psi(f_j)\|_{D_\beta^q}\right)^{p}=\left(\int_{B_n}|R\psi(z)f_j(z)|^{q}{\rm d}v_\beta(z)\right)^{\frac{p}{q}}\\ &\leq& C\left(\int_{B_n}\left(\frac{|Rf_j(w)|^p}{|1-\langle z,w\rangle |^{n+1+\gamma+s-p}}{\rm d}v_{\gamma}(w)\right)^{\frac{q}{p}}|R\psi(z)|^{q}{\rm d}v_\beta(z)\right)^{\frac{p}{q}}\\ &\leq & C\int_{B_n}|Rf_j(w)|^p(1-|w|^2)^{\alpha}\left(\int_{B_n}\frac{(1-|w|^2)^{q}|R\psi(z)|^{q}}{|1-\langle z,w\rangle |^ {\frac{q}{p}(n+1+\alpha+s)}}{\rm d}v_\beta(z)\right)^{\frac{p}{q}}{\rm d}v(w)\\ &\leq&C\bigg(\int_{r_0B_n}+\int_{B_n-r_0B_n}\bigg)|Rf_j(w)|^p(1-|w|^2)^{\alpha}\left(\int_{B_n}\frac{(1-|w|^2)^{q}|R\psi(z)|^{q}}{|1-\langle z,w\rangle |^ {\frac{q}{p}(n+1+\alpha+s)}}{\rm d}v_\beta(z)\right)^{\frac{p}{q}}{\rm d}v(w)\\ &\leq& C(M^{\frac{p}{q}}\varepsilon^p+\varepsilon^{\frac{p}{q}}\|f_j\|^p_{D_\alpha^p})\leq C(M^{\frac{p}{q}}\varepsilon^p+\varepsilon^{\frac{p}{q}}). \end{eqnarray*} 所以T_\psi:D_{\alpha}^p \rightarrow D_{\beta}^q是紧算子.
(iv) 当p=n+1+\alpha时,若\psi\in D_{\beta}^q且(3.9)式成立, 则由引理2.6、(3.15)和(3.16)式得 \begin{eqnarray*} \|T_\psi(f_j)\|^q_{D_\beta^q} &=&\int_{B_n}|R\psi(z)f_j(z)|^{q}{\rm d}v_\beta(z)\\ &\leq&C\bigg(\int_{r_0B_n}+\int_{B_n-r_0B_n}\bigg)|R\psi(z)f_j(z)|^{q}{\rm d}v_\beta(z)\\ &\leq& C\left(\varepsilon^q\|\psi\|^q_{D_\beta^q} +\|f_j\|_{D_\alpha^p}^{q}\int_{B_n-r_0B_n}|R\psi(z)|^q \bigg(\log{\frac{2}{1-|z|^2}}\bigg)^q{\rm d}v_\beta(z)\right)\\ &\leq& C(\varepsilon^q\|\psi\|^q_{D_\beta^q}+\varepsilon ) . \end{eqnarray*} 所以T_\psi:D_{\alpha}^p \rightarrow D_{\beta}^q是紧算子.
必要性: 若T_\psi:D_{\alpha}^p \rightarrow D_{\beta}^q是紧算子, 则T_\psi:D_{\alpha}^p \rightarrow D_{\beta}^q是有界算子. 取f=1得 \psi\in D_{\beta}^q,则(ii)的必要性得证.
任取a_j\in B_n且|a_j|\rightarrow 1(j\rightarrow\infty), 当0<p<n+1+\alpha时,令 f_j(z)=\frac{(1-|a_j|^2)} {(1-\langle z,a_j\rangle)^\frac{n+1+\alpha}{p}},则 \{f_{j}\}在B_n上内闭一致收敛于0且\|f_j\|_{D_\alpha^p}\leq c, 再根据T_\psi的紧性知 {\lim\limits_{j\rightarrow \infty}\|T_{\psi}f_{j}\|_{D_\beta^q}=0}.
由T_\psi(f_j)(0)=0得 \int_{B_n}\frac{|R\psi(z)|^q(1-|a_j|^2)^{q}{\rm d}v_\beta(z)} {|1-\langle a_j,z\rangle |^{\frac{q(n+1+\alpha)}{p}}}= \int_{B_n}|R\psi(z)|^q|f_j(z)|^q{\rm d}v_\beta(z)=\|T_\psi(f_j)\|_{D_{\beta}^q}^q. 所以 \lim_{j\rightarrow\infty}\int_{B_n}\frac{|R\psi(z)|^q (1-|a_j|^2)^{q}{\rm d}v_\beta(z)}{|1-\langle a_j,z\rangle |^{\frac{q(n+1+\alpha)}{p}}}=0. 由a_j的任意性得 \lim_{|a|\rightarrow 1}\int_{B_n}\frac{|R\psi(z)|^q(1-|a|^2)^{q} {\rm d}v_\beta(z)}{|1-\langle a,z\rangle |^{\frac{q(n+1+\alpha)}{p}}}=0. (i),(iii)的必要性得证.
当p=n+1+\alpha时,令 f_j(z)= (\log\frac{2}{1-|a_j|^2})^{-\frac{2}{p}} (\log\frac{2}{1-\langle a_j,z\rangle })^{1+\frac{2}{p}} 类似可以证得(3.8)式成立.