Bourbaki

§ 1. Phép chập

1. Định nghĩa và ví dụ

Nhắc lại (Ch. V, §6, Nos. 1 and 4; Ch. VI, §2, No. 10) rằng, nếu X và Y là các không gian compact địa phương, μ\mu là một độ đo trên X, và φ\varphi là một ánh xạ từ X vào Y, thì φ\varphi được gọi là μ\mu-thực sự nếu: a) φ\varphi là μ\mu-đo được; b) với mọi tập con compact K của Y, φ−1(K)\varphi^{-1}(K) là μ\mu-khả tích thiết yếu. Khi đó độ đo ảnh ν=φ(μ)\nu = \varphi(\mu) trên Y tồn tại và có tính chất sau: để một hàm f trên Y, nhận giá trị trong một không gian Banach hoặc trong R‾\overline{\mathbf{R}}, là khả tích thiết yếu đối với ν\nu, điều kiện cần và đủ là f∘φf \circ \varphi có tính chất ấy đối với μ\mu, trong trường hợp đó,

∫Yf(y) dν(y)=∫Xf(φ(x))dμ(x). \int_Y f(y)\, d\nu(y) = \int_X f(\varphi(x)) d\mu(x).

Định nghĩa 1

Cho X1,…,XnX_1, \ldots, X_n là các không gian compact địa phương, μi\mu_i là một độ đo trên XiX_i (1≤i≤n1 \leq i \leq n); đặt X là tích của các XiX_i, μ\mu là tích của các μi\mu_i. Cho φ\varphi là một ánh xạ từ X vào một không gian compact địa phương Y. Người ta nói rằng dãy (μi)(\mu_i) là φ\varphi-khả chập, hoặc rằng μ1,…,μn\mu_1, \ldots, \mu_n là φ\varphi-khả chập, nếu φ\varphi là μ\mu-thực sự; trong trường hợp đó, ảnh ν=φ(μ)\nu = \varphi(\mu) của μ\mu dưới φ\varphi được gọi là tích chập của các μi\mu_i đối với φ\varphi, và được ký hiệu là ∗φ(μi)1≤i≤n*_{\varphi}(\mu_i)_{1 \leq i \leq n}, hoặc ∗i=1nμi*_{i=1}^n \mu_i, hoặc μ1∗μ2∗⋯∗μn\mu_1 * \mu_2 * \cdots * \mu_n.

Hai ký hiệu sau cùng dĩ nhiên chỉ được dùng khi không thể có sự nghi ngờ nào về φ\varphi.

Cho f là một hàm trên Y, nhận giá trị trong một không gian Banach hoặc trong R‾\overline{\mathbf{R}}. Điều kiện cần và đủ để f khả tích theo nghĩa thiết yếu đối với μ1∗⋯∗μn\mu_1 * \cdots * \mu_n là hàm

(x1,…,xn)↦f(φ(x1,…,xn)) (x_1, \ldots, x_n) \mapsto f(\varphi(x_1, \ldots, x_n))

khả tích theo nghĩa thiết yếu đối với μ1⊗μ2⊗⋯⊗μn\mu_1 \otimes \mu_2 \otimes \cdots \otimes \mu_n, và khi đó

(1)∫f d(μ1∗⋯∗μn)=∫f(φ(x1,…,xn))dμ1(x1)…dμn(xn), (1) \quad \int f\ d(\mu_1 * \cdots * \mu_n) = \int f(\varphi(x_1, \ldots, x_n)) d\mu_1(x_1) \ldots d\mu_n(x_n),

một công thức có thể được xem như định nghĩa của μ1∗⋯∗μn\mu_1 * \cdots * \mu_n khi lấy f∈K(Y)f \in \mathscr{K}(Y).

Các định nghĩa lập tức suy ra rằng các μi\mu_i lấy tích chập được nếu và chỉ nếu các ∣μi∣|\mu_i| lấy tích chập được. Khi điều đó xảy ra,

∣φ(μ1⊗⋯⊗μn)∣≤φ(∣μ1⊗⋯⊗μn∣)=φ(∣μ1∣⊗⋯⊗∣μn∣) |\varphi(\mu_1 \otimes \cdots \otimes \mu_n)| \leq \varphi(|\mu_1 \otimes \cdots \otimes \mu_n|) = \varphi(|\mu_1| \otimes \cdots \otimes |\mu_n|)
(Ch. VI, §2, No. 10), nghĩa là,

(2)∣∗iμi∣≤∗i∣μi∣. (2) \quad |*_i \mu_i| \leq *_i |\mu_i|.

Nếu các μi\mu_i khả chập được và dương, và nếu νi\nu_i là một độ đo trên XiX_i sao cho 0≤νi≤μi0 \leq \nu_i \leq \mu_i, thì các νi\nu_i khả chập được và

∗iνi≤∗iμi. *_i \nu_i \leq *_i \mu_i.

Giả sử μ1,μ2,…,μn\mu_1, \mu_2, \ldots, \mu_n khả chập được, và μ1′,μ2,…,μn\mu'_1, \mu_2, \ldots, \mu_n cũng khả chập được (μ1′\mu'_1 là một độ đo trên X1X_1). Theo Ch. V, §6, No. 3, Hệ quả 1 của Mệnh đề 6, μ1+μ1′,μ2,…,μn\mu_1 + \mu'_1, \mu_2, \ldots, \mu_n khả chập được và

(μ1+μ1′)∗μ2∗⋯∗μn=μ1∗μ2∗⋯∗μn+μ1′∗μ2∗⋯∗μn. (\mu_1 + \mu'_1) * \mu_2 * \cdots * \mu_n = \mu_1 * \mu_2 * \cdots * \mu_n + \mu'_1 * \mu_2 * \cdots * \mu_n.

Ví dụ

— 1) Với mọi φ\varphi, các độ đo εxi\varepsilon_{x_i}, trong đó xi∈Xix_i \in X_i với 1≤i≤n1 \leq i \leq n, luôn luôn khả chập và có tích chập là εy\varepsilon_y, với y=φ(x1,x2,…,xn)y = \varphi(x_1, x_2, \ldots, x_n). Do đó, nếu mỗi μi\mu_i đều có giá hữu hạn, thì các μi\mu_i khả chập và μ1∗⋯∗μn\mu_1 * \cdots * \mu_n có giá hữu hạn. Đặc biệt, cho MM là một monoid1^1 được trang bị một tôpô compact địa phương; nếu lấy φ\varphi là luật hợp thành trong MM thì các độ đo trên MM có giá hữu hạn tạo thành, đối với phép chập, một đại số không gì khác hơn là đại số của monoid MM (trên R\mathbf{R} hoặc trên C\mathbf{C}, tùy theo người ta xét các độ đo thực hay phức) (A, III, §2, No. 6).

2) Cho MM là một monoïde được trang bị tôpô rời rạc; giả sử rằng với mỗi m∈Mm \in M, chỉ có hữu hạn cặp (m′,m′′)∈M×M(m', m'') \in M \times M sao cho m′m′′=mm'm'' = m; điều này có nghĩa là luật hợp thành trong MM là một ánh xạ thực sự từ M×MM \times M vào MM; khi đó các độ đo trên MM lập thành một đại số đối với phép chập, một đại số không là gì khác ngoài đại số *toàn bộ

(1) Monoïde, theo nghĩa của Bài tập 17 của Ch. VII, §1.

của monoïde MM (A, III, §2, No. 10); chúng tôi chú ý hai trường hợp đặc biệt sau:

a) M=NM = N, với luật hợp thành là phép cộng. Với mỗi độ đo μ\mu trên NN, ta gắn cho nó chuỗi hình thức

S(μ)=∑n=0∞μ({n})tn S(\mu) = \sum_{n=0}^{\infty} \mu(\{n\}) t^n

trong một bất định tt. Khi đó S(μ∗μ′)=S(μ)S(μ′)S(\mu * \mu') = S(\mu)S(\mu'). Một nhận xét tương tự cũng đúng đối với các chuỗi hình thức theo một số bất định tùy ý.

∗b)*b) M=N∗M = N^*, luật hợp thành là phép nhân. Với mỗi độ đo μ\mu trên N∗N^*, ta gắn cho nó chuỗi Dirichlet hình thức

D(μ)=∑n=1∞μ({n})n−s. D(\mu) = \sum_{n=1}^{\infty} \mu(\{n\}) n^{-s}.

Khi đó D(μ∗μ′)=D(μ)D(μ′)D(\mu * \mu') = D(\mu)D(\mu').

3) Cho X,Y,ZX, Y, Z là các không gian địa phương compact, φ\varphi là một ánh xạ liên tục từ X×YX \times Y vào ZZ. Nếu x∈Xx \in X và μ\mu là một độ đo trên YY, thì nói rằng εx\varepsilon_x và μ\mu là φ\varphi-khả chập tương đương với nói rằng ánh xạ φ(x,⋅)\varphi(x, \cdot) từ YY vào ZZ là μ\mu-thực sự. Khi đó ta có εx∗μ=φ(x,⋅)(μ)\varepsilon_x * \mu = \varphi(x, \cdot)(\mu).

2. Tính kết hợp

Bổ đề sau đây hoàn chỉnh Mệnh đề 11 của Ch. V, §8, No. 5:²

Bổ đề 1

Với 1≤i≤n1 \leq i \leq n, gọi Xi,YiX_i, Y_i là hai không gian compact địa phương, μi\mu_i là một độ đo trên XiX_i, và φi\varphi_i là một ánh xạ liên tục từ XiX_i vào YiY_i. Đặt X=∏iXiX = \prod_i X_i, Y=∏iYiY = \prod_i Y_i, μ=⨂iμi\mu = \bigotimes_i \mu_i, và φ\varphi là ánh xạ từ XX vào YY bằng tích của các φi\varphi_i. Nếu φ\varphi là μ\mu-thực sự và μi≠0\mu_i \neq 0 với mọi ii, thì các φi\varphi_i là μi\mu_i-thực sự và φ(μ)=⨂iφi(μi)\varphi(\mu) = \bigotimes_i \varphi_i(\mu_i).

Ta có thể giả sử rằng các μi\mu_i là dương và n=2n = 2. Cho f1∈K+(Y1)f_1 \in \mathscr{K}_+(Y_1). Vì μ2≠0\mu_2 \neq 0, tồn tại một f2∈K+(Y2)f_2 \in \mathscr{K}_+(Y_2) sao cho f2∘φ2f_2 \circ \varphi_2 không phải là μ2\mu_2-không đáng kể. Hàm (x1,x2)↦f1(φ1(x1))f2(φ2(x2))(x_1, x_2) \mapsto f_1(\varphi_1(x_1)) f_2(\varphi_2(x_2)) hầu khắp khả tích đối với μ\mu và liên tục, nên khả tích đối với μ\mu. Do đó tồn tại một x2∈X2x_2 \in X_2 sao cho f2(φ2(x2))≠0f_2(\varphi_2(x_2)) \neq 0 và sao cho hàm x1↦f1(φ1(x1))f2(φ2(x2))x_1 \mapsto f_1(\varphi_1(x_1)) f_2(\varphi_2(x_2)) khả tích đối với μ1\mu_1. Do đó f1∘φ1f_1 \circ \varphi_1 khả tích đối với μ1\mu_1,

²Bổ đề này suy ra bằng quy nạp theo phần b) của Mệnh đề 11 đã dẫn, tức là trường hợp n=2n = 2; kết quả tương ứng trong ấn bản thứ nhất của Ch. V (§8, No. 3, Mệnh đề 7) không bao gồm kết quả của phần b).

điều đó chứng tỏ rằng φ1\varphi_1 là μ1\mu_1-thực sự. Ta lập luận tương tự đối với φ2\varphi_2. Khi đó φ(μ)=⨂iφi(μi)\varphi(\mu) = \bigotimes_i \varphi_i(\mu_i) theo Mệnh đề 11 của Ch. V, §8, No. 5.

Bổ đề sau hoàn tất Mệnh đề 4 của Ch. V, §6, No. 3.\footnote{Mệnh đề của bổ đề này thực ra là phần b) của Mệnh đề 4 đã dẫn, một phần đã không được đưa vào trong ấn bản thứ nhất của Ch. V.}

Bổ đề 2

Giả sử T, T', T'' là ba không gian địa phương compact, μ\mu là một độ đo trên T, π\pi là một ánh xạ μ\mu-đo được từ T vào T', π′\pi' là một ánh xạ liên tục từ T' vào T'', và π′′=π′∘π\pi'' = \pi' \circ \pi. Nếu π′′\pi'' là μ\mu-thực sự, thì π\pi là μ\mu-thực sự, π′\pi' là π(μ)\pi(\mu)-thực sự, và π′′(μ)=π′(π(μ))\pi''(\mu) = \pi'(\pi(\mu)).

Cho K' là một tập con compắc của T'. Khi đó K′′=π′(K′)K'' = \pi'(K') là compắc, do đó π′′(K′′)\pi''(K'') là khả tích thiết yếu đối với μ\mu, do đó π−1(K′)⊂π′′(K′′)\pi^{-1}(K') \subset \pi''(K'') là khả tích thiết yếu đối với μ\mu, vì thế π\pi là μ\mu-thực sự. Khi đó π′\pi' là π(μ)\pi(\mu)-thực sự và π′′(μ)=π′(π(μ))\pi''(\mu) = \pi'(\pi(\mu)) theo Ch. V, §6, No. 3, Mệnh đề 4.

Mệnh đề 1

Cho XijX_{ij} (1≤i≤m,1≤j≤ni1 \leq i \leq m, 1 \leq j \leq n_i), YiY_i (1≤i≤m1 \leq i \leq m), và Z là các không gian compact địa phương; với mỗi i, gọi φi\varphi_i là một ánh xạ từ Xi=∏jXijX_i = \prod_j X_{ij} vào YiY_i; gọi φ\varphi là tích của các φi\varphi_i, ánh xạ X=∏iXiX = \prod_i X_i vào Y=∏iYiY = \prod_i Y_i; gọi ψ\psi là một ánh xạ từ Y vào Z.

(i) *Cho các μij\mu_{ij} lần lượt là những độ đo đã cho trên các XijX_{ij}, sao cho, với mỗi i, các μij\mu_{ij} (1≤j≤ni1 \leq j \leq n_i) là φi\varphi_i-khả hợp, và sao cho các độ đo ∗∣μij∣*| \mu_{ij} | là ψ\psi-khả hợp; khi đó các μij\mu_{ij}, với 1≤i≤m,1≤j≤ni1 \leq i \leq m, 1 \leq j \leq n_i, là (ψ∘φ)(\psi \circ \varphi)-khả hợp và

∗i,jμij=∗i(∗jμij). *_{i,j} \mu_{ij} = *_i \left( *_j \mu_{ij} \right).

(ii) Giả sử ψ\psi và các φi\varphi_i liên tục, và cho các μij\mu_{ij} là những độ đo ≠0\neq 0 lần lượt cho trên các XijX_{ij} và khả hợp đối với (ψ∘φ)(\psi \circ \varphi); khi đó, với mỗi i, các μij\mu_{ij} (1≤j≤ni1 \leq j \leq n_i) là khả hợp đối với φi\varphi_i, các độ đo ∗j∣μij∣*_j |\mu_{ij}| là khả hợp đối với ψ\psi, và công thức (3) đúng.

Chỉ cần xét trường hợp tất cả các độ đo đang nói đến đều ≥0\geq 0.

Hãy đặt mình dưới các giả thiết của (i). Ánh xạ φ\varphi là thực sự đối với ⨂i,jμij\bigotimes_{i,j} \mu_{ij}, và

φ(⨂i,jμij)=⨂iφi(⨂jμij)=⨂i(∗jμij) \varphi \left( \bigotimes_{i,j} \mu_{ij} \right) = \bigotimes_i \varphi_i \left( \bigotimes_j \mu_{ij} \right) = \bigotimes_i \left( *_j \mu_{ij} \right)

(Ch. V, §8, No. 5, Mệnh đề 11). Ánh xạ ψ∘φ\psi \circ \varphi là thực sự đối với ⨂i,jμij\bigotimes_{i,j} \mu_{ij}, và

(ψ∘φ)(⨂i,jμij)=ψ(⨂i(∗jμij))=∗i(∗jμij) (\psi \circ \varphi)\left( \bigotimes_{i,j} \mu_{ij} \right) = \psi\left( \bigotimes_i (*_j \mu_{ij}) \right) = *_i (*_j \mu_{ij})
(Ch. V, §6, Mệnh đề 4). Do đó các μij\mu_{ij} (1≤i≤m, 1≤j≤ni1 \leq i \leq m,\ 1 \leq j \leq n_i) là (ψ∘φ)(\psi \circ \varphi)-khả chập và công thức (3) đúng.

Ta đặt mình dưới các giả thiết của (ii). Trước hết, Bổ đề 2 chứng minh rằng φ\varphi là thực sự đối với ⨂i,jμij\bigotimes_{i,j} \mu_{ij}. Khi đó Bổ đề 1 chứng minh rằng với mọi ii, φi\varphi_i là thực sự đối với ⨂jμij\bigotimes_j \mu_{ij}, và rằng

φ(⨂i,jμij)=⨂i(∗jμij). \varphi\left( \bigotimes_{i,j} \mu_{ij} \right) = \bigotimes_i (*_j \mu_{ij}).
Theo Bổ đề 2, ψ\psi là thực sự đối với ⨂i(∗jμij)\bigotimes_i (*_j \mu_{ij}). Do đó suy ra mệnh đề.

Hệ quả

— Cho Xi,Xi′X_i, X'_i (1≤i≤n1 \leq i \leq n), Y,Y′Y, Y' là các không gian compact địa phương; cho φ,φ′\varphi, \varphi' là các ánh xạ liên tục từ X=∏iXiX = \prod_i X_i vào YY và từ X′=∏iXi′X' = \prod_i X'_i vào Y′Y', tương ứng; cho fif_i là các ánh xạ liên tục từ XiX_i vào Xi′X'_i (1≤i≤n1 \leq i \leq n) và gg là một ánh xạ liên tục từ YY vào Y′Y', sao cho φ′∘f=g∘φ\varphi' \circ f = g \circ \varphi, trong đó ff là ánh xạ từ XX vào X′X' bằng tích của các fif_i. Cho μi\mu_i là các độ đo được cho tương ứng trên các XiX_i, tất cả đều ≠0\neq 0. Khi đó hai khẳng định sau là tương đương: (i) fif_i là μi\mu_i-thực sự với mọi ii, và các độ đo fi(∣μi∣)f_i(|\mu_i|) là φ′\varphi'-khả chập; (ii) các μi\mu_i là φ\varphi-khả chập, và gg là thực sự đối với ∗φ(∣μi∣)*_{\varphi}(|\mu_i|).

Hơn nữa, khi các khẳng định này được kiểm chứng,

∗φ′(fi(μi))=g(∗φ(μi))=∗g∘φ(μi). *_{\varphi'}(f_i(\mu_i)) = g(*_{\varphi}(\mu_i)) = *_{g \circ \varphi}(\mu_i).

Thật vậy, đặt h=φ′∘f=g∘φh = \varphi' \circ f = g \circ \varphi. Theo Mệnh đề 1, mỗi điều kiện (i) và (ii) đều tương đương với điều kiện sau: (iii) các μi\mu_i là hh-khả chập. Khi điều đó xảy ra,

∗φ′(fi(μi))=∗h(μi)=g(∗φ(μi)). *_{\varphi'}(f_i(\mu_i)) = *_h(\mu_i) = g(*_{\varphi}(\mu_i)).

3. Trường hợp các độ đo bị chặn

Mệnh đề 2

— Cho X1,…,Xn,YX_1, \ldots, X_n, Y là các không gian địa phương compact, μi\mu_i là một độ đo bị chặn trên XiX_i (1≤i≤n1 \leq i \leq n), μ\mu là tích của các μi\mu_i, φ\varphi là một ánh xạ μ\mu-đo được từ ∏i=1nXi\prod_{i=1}^n X_i vào YY. Khi đó các μi\mu_i là φ\varphi-khả chập và

∥∗i=1nμi∥≤∏i=1n∥μi∥. \left\| *_{i=1}^n \mu_i \right\| \leq \prod_{i=1}^n \| \mu_i \|.
Nếu hơn nữa các μi\mu_i là dương, thì
∥∗i=1nμi∥=∏i=1n∥μi∥. \left\| *_{i=1}^n \mu_i \right\| = \prod_{i=1}^n \| \mu_i \|.
Thật vậy, μi′=∣μi∣\mu'_i = |\mu_i| bị chặn và ∥μi′∥=∥μi∥\| \mu'_i \| = \| \mu_i \| (Ch. III, §1, No. 8, Hệ quả 1 của Mệnh đề 10). Ta có ∣μ1⊗⋯⊗μn∣=μ1′⊗⋯⊗μn′|\mu_1 \otimes \cdots \otimes \mu_n| = \mu'_1 \otimes \cdots \otimes \mu'_n (Ch. III, §4, Nos. 2, 4), do đó μ1⊗⋯⊗μn\mu_1 \otimes \cdots \otimes \mu_n bị chặn và
∥μ1⊗⋯⊗μn∥=∥μ1∥⋯∥μn∥ \| \mu_1 \otimes \cdots \otimes \mu_n \| = \| \mu_1 \| \cdots \| \mu_n \|
(sđd., Mệnh đề 4). Do đó φ\varphi là μ\mu-thực sự (Ch. V, §6, No. 1, Nhận xét 1), nghĩa là các μi\mu_i là φ\varphi-khả chập. Ta có ∥∗i=1nμi′∥=∥μ1′⊗⋯⊗μn′∥\| *_{i=1}^n \mu'_i \| = \| \mu'_1 \otimes \cdots \otimes \mu'_n \| (Ch. V, §6, No. 2, Định lý 1), do đó ∥∗i=1nμi′∥=∥μ1′∥⋯∥μn′∥\| *_{i=1}^n \mu'_i \| = \| \mu'_1 \| \cdots \| \mu'_n \|. Sau cùng, ∣∗iμi∣≤∗iμi′| *_{i} \mu_i | \leq *_{i} \mu'_i (No. 1, công thức (2)), do đó
∥∗iμi∥≤∥∗iμi′∥=∏i=1n∥μi∥. \left\| *_{i} \mu_i \right\| \leq \left\| *_{i} \mu'_i \right\| = \prod_{i=1}^n \| \mu_i \|.

Mệnh đề 3

— Cho X1,…,Xn,YX_1, \ldots, X_n, Y là các không gian compact địa phương, φ\varphi là một ánh xạ liên tục từ ∏i=1nXi\prod_{i=1}^n X_i vào YY. Khi đó ánh xạ

(μ,…,μn)↦∗φ(μi) (\mu, \ldots, \mu_n) \mapsto *_{\varphi} (\mu_i)
từ ∏i=1nM1(Xi)\prod_{i=1}^n \mathscr{M}^1(X_i) vào M1(Y)\mathscr{M}^1(Y) là một ánh xạ đa tuyến tính liên tục. Điều này suy ra từ Mệnh đề 2 và những gì đã nói ở No. 1.

4. Các tính chất liên quan đến giá

Mệnh đề 4

— Cho X1,…,Xn,YX_1, \ldots, X_n, Y là các không gian compact địa phương, μi\mu_i là một độ đo trên XiX_i (1≤i≤n1 \leq i \leq n), SiS_i là giá của nó, và φ\varphi là một ánh xạ liên tục từ ∏iXi\prod_i X_i vào YY sao cho hạn chế của φ\varphi trên ∏iSi\prod_i S_i là thực sự. Khi đó các μi\mu_i là φ\varphi-khả chập.

Thật vậy, cho KK là một tập con compact của YY. Giá của μ=μ1⊗⋯⊗μn\mu = \mu_1 \otimes \cdots \otimes \mu_n là S=∏iSiS = \prod_i S_i (Ch. III, §4, No. 2, Prop. 2). Do đó φ‾(K)∩(∏iXi−S)\overline{\varphi}(K) \cap \left( \prod_i X_i - S \right) là μ\mu-không đáng kể. Mặt khác, φ‾(K)∩S\overline{\varphi}(K) \cap S là compact. Vậy φ‾(K)\overline{\varphi}(K) là μ\mu-khả tích.

Mệnh đề 5

Cho X1,…,Xn,YX_1, \ldots, X_n, Y là các không gian compact địa phương, μi\mu_i là một độ đo trên XiX_i (1≤i≤n1 \leq i \leq n), μ\mu là tích của các μi\mu_i, φ\varphi là một ánh xạ μ\mu-thực sự của ∏iXi\prod_i X_i vào YY, và SiS_i là giá của μi\mu_i.

a) *Giá của ∗iμi*_{i} \mu_i được chứa trong bao đóng của φ(∏iSi)\varphi \left( \prod_i S_i \right).

b) Nếu φ\varphi liên tục và các μi\mu_i là dương, thì giá của ∗iμi*_{i} \mu_i là bao đóng của φ(∏iSi)\varphi \left( \prod_i S_i \right).

Đặt S=∏iSiS = \prod_i S_i là giá của μ\mu. Giá của ∗iμi*_{i} \mu_i được chứa trong φ(S)‾\overline{\varphi(S)} theo Ch. V, §6, No. 2, Cor. 3 of Prop. 2. Nếu φ\varphi liên tục và các μi\mu_i là dương, thì giá của ∗iμi*_{i} \mu_i là φ(S)‾\overline{\varphi(S)} (loc. cit., Cor. 4 of Prop. 2).

Hệ quả

Nếu φ\varphi liên tục và các μi\mu_i có giá compact, thì các μi\mu_i khả tích chập được và ∗iμi*_{i} \mu_i có giá compact.

5. Biểu thức vectơ của tích chập

Mệnh đề 6

Cho X,Y,ZX, Y, Z là các không gian địa phương compact, φ\varphi là một ánh xạ liên tục từ X×YX \times Y vào ZZ, và λ,μ\lambda, \mu là các độ đo trên X,YX, Y. Để λ\lambda và μ\mu là φ\varphi-khả chập, điều kiện cần và đủ là ánh xạ (x,y)↦εφ(x,y)=εx∗εy(x, y) \mapsto \varepsilon_{\varphi(x,y)} = \varepsilon_x * \varepsilon_y từ X×YX \times Y vào M(Z)\mathscr{M}(Z) là khả tích vô hướng đối với (λ⊗μ)(\lambda \otimes \mu) theo tôpô σ(M(Z),H(Z))\sigma(\mathscr{M}(Z), \mathscr{H}(Z)), khi đó

λ∗μ=∫X×Y(εx∗εy) dλ(x) dμ(y). \lambda * \mu = \int_{X \times Y} (\varepsilon_x * \varepsilon_y) \, d\lambda(x) \, d\mu(y).

Nói rằng λ\lambda và μ\mu là φ\varphi-chập được có nghĩa là, với mọi f∈H(Z)f \in \mathscr{H}(Z), f∘φf \circ \varphi là (λ⊗μ)(\lambda \otimes \mu)-khả tích, tức là, với mọi f∈H(Z)f \in \mathscr{H}(Z) hàm (x,y)↦⟨f,εφ(x,y)⟩(x, y) \mapsto \langle f, \varepsilon_{\varphi(x,y)} \rangle là (λ⊗μ)(\lambda \otimes \mu)-khả tích, hay lại nữa, ánh xạ (x,y)↦εφ(x,y)(x, y) \mapsto \varepsilon_{\varphi(x,y)} từ X×YX \times Y vào M(Z)\mathscr{M}(Z) là khả tích vô hướng theo (λ⊗μ)(\lambda \otimes \mu) đối với σ(M(Z),K(Z))\sigma(\mathscr{M}(Z), \mathscr{K}(Z)). Nếu đúng như vậy, thì

⟨λ∗μ,f⟩=∫f(φ(x,y))dλ(x)dμ(y)=∫X×Y⟨εφ(x,y),f⟩dλ(x)dμ(y), \langle \lambda * \mu, f \rangle = \int f(\varphi(x, y)) d\lambda(x) d\mu(y) = \int_{X \times Y} \langle \varepsilon_{\varphi(x,y)}, f \rangle d\lambda(x) d\mu(y),

do đó λ∗μ=∫X×Yεφ(x,y)dλ(x)dμ(y)\lambda * \mu = \int_{X \times Y} \varepsilon_{\varphi(x,y)} d\lambda(x) d\mu(y).

Mệnh đề 7

Cho X, Y, Z là các không gian compact địa phương, φ\varphi là một ánh xạ liên tục từ X×YX \times Y vào Z, và λ,μ\lambda, \mu là các độ đo trên X, Y. Giả sử rằng với mọi x∈Xx \in X, εx\varepsilon_x và μ\mu là khả chập theo φ\varphi. Để λ\lambda và μ\mu là khả chập theo φ\varphi, điều kiện cần và đủ là ánh xạ x↦εx∗∣μ∣x \mapsto \varepsilon_x * |\mu| từ X vào M(Z)\mathscr{M}(Z) là khả tích vô hướng theo λ\lambda đối với tôpô σ(M(Z),K(Z))\sigma(\mathscr{M}(Z), \mathscr{K}(Z)), khi đó λ∗μ=∫X(εx∗μ)dλ(x)\lambda * \mu = \int_X (\varepsilon_x * \mu) d\lambda(x).

Giả sử rằng λ\lambda và μ\mu là φ\varphi-khả chập. Với mọi f∈K(Z)f \in \mathscr{K}(Z), f∘φf \circ \varphi là (∣λ∣⊗∣μ∣)(|\lambda| \otimes |\mu|)-khả tích, do đó hàm x↦∫Yf(φ(x,y))d∣μ∣(y)=⟨f,εx∗∣μ∣⟩x \mapsto \int_Y f(\varphi(x, y)) d|\mu|(y) = \langle f, \varepsilon_x * |\mu| \rangle (mà theo giả thiết được xác định với mọi x∈Xx \in X) là λ\lambda-khả tích; vì thế x↦εx∗∣μ∣x \mapsto \varepsilon_x * |\mu| là khả tích vô hướng theo λ\lambda đối với σ(M(Z),K(Z))\sigma(\mathscr{M}(Z), \mathscr{K}(Z)), và

⟨f,λ∗μ⟩=∫Xdλ(x)∫Yf(φ(x,y))dμ(y)=∫X⟨f,εx∗μ⟩dλ(x), \langle f, \lambda * \mu \rangle = \int_X d\lambda(x) \int_Y f(\varphi(x, y)) d\mu(y) = \int_X \langle f, \varepsilon_x * \mu \rangle d\lambda(x),

do đó λ∗μ=∫X(εx∗μ)dλ(x)\lambda * \mu = \int_X (\varepsilon_x * \mu) d\lambda(x). Ngược lại, giả sử rằng ánh xạ x↦εx∗∣μ∣x \mapsto \varepsilon_x * |\mu| từ X vào M(Z)\mathscr{M}(Z) là khả tích vô hướng đối với λ\lambda cho σ(M(Z),K(Z))\sigma(\mathscr{M}(Z), \mathscr{K}(Z)). Cho f∈K+(Z)f \in \mathscr{K}_+(Z). Khi đó hàm (x,y)↦f(φ(x,y))(x, y) \mapsto f(\varphi(x, y)) là liên tục và (Ch. V, §8, No. 3, Prop. 5)

∬∗f(φ(x,y))d∣λ∣(x)d∣μ∣(y)=∫∗d∣λ∣(x)∫∗f(φ(x,y))d∣μ∣(y)=∫∗⟨f,εx∗∣μ∣⟩d∣λ∣(x)<+∞. \iint^* f(\varphi(x, y)) d|\lambda|(x) d|\mu|(y) = \int^* d|\lambda|(x) \int^* f(\varphi(x, y)) d|\mu|(y) = \int^* \langle f, \varepsilon_x * |\mu| \rangle d|\lambda|(x) < +\infty.

Vậy f∘φf \circ \varphi là khả tích đối với (λ⊗μ)(\lambda \otimes \mu), suy ra λ\lambda và μ\mu là φ\varphi-khả chập.

Bài tập

Xem các bài tập cho § 1.

Machine translation of the English, by gpt-5.4, against glossary version 34. Not checked by a person.