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§ 1。拓扑空间上的预测量和测量
1. 负担
— 令 T 为集合。我们将 T 上 F+(T) 的任何映射 p 称为 R+ ,其具有以下属性: a) 如果 f 和 g 是 F+ 的两个元素,使得 f≤g,则p(f)≤p(g)。 b) 如果 f 是 F+ 的元素,并且 t 是数 ≥0,则p(tf)=tp(f)。
引用了 3 · 被以下引用 7
引用了 IV § 1. 。正函数的上积分, 命题 1, V § 1. 。基本上衣整体
被以下引用 定义 2, 定义 7, 习题 5, § 1, 引理 1, 注 1, 命题 1, 命题 12
c) 如果f和g是F+中的两个元素,则p(f+g)≤p(f)+p(g)。 d) 如果(fn)是F+的元素递增序列,并且如果f=limn→∞fn,则p(f)=limn→∞p(fn)。 如果 A 是 T 的子集,我们写 p(A) 而不是 p(φA)。
条件 b) 意味着p(0)=0。另一方面,设(fn)为F+元素序列; 条件 c) 和 d) 意味着不等式
p(n∑fn)≤n∑p(fn)
(可数凸性*不等式*)。
对于例,令T为局部紧致空间,μ为T的正测度;那么 μ∗ 和 μ∙ 是 T 上的负担。这是从 Props 得出的。 10、11、12 和 Th。第 3 章。 IV, §1, No. 3 对应 μ∗,来自第 1 章第 1 章的提案 1。 V, §1, No. 1 μ∙。
令 (pα)α∈A 为 T 上的产权负担族。和和家庭 (pα) 的上封套(在 F+(F+(T)) 中)则为产权负担。
引用了 1 · 被以下引用 2
引用了 定义 1
被以下引用 定义 1, 定义 4
有限族负担中的和显然是一种负担,处理上封套的情况就足够了。 定义 1 的性质 a)、b)、c) 显然满足,仍有待建立 d)。 集合p=supαpα;然后,当记号为定义 1 d) 时,
p(f)=αsuppα(f)=αsupnsuppα(fn)=nsupαsuppα(fn)=nsupp(fn).
设 p 为集合 T 上的负担。有人说,如果 p(T)<+∞,则 p 是有界的。如果 T 是拓扑空间,则 p 被认为是局部有界的,前提是每个 x∈T 都承认有一个邻域 V,使得 p(V)<+∞。
引用了 1 · 被以下引用 2
引用了 定义 1
被以下引用 定义 12, 定义 5
然后根据 Def 的属性 a) 和 c) 得出。 1 对于 T 的每个紧凑子集 K,p(K)<+∞。特别是,如果 T 是紧凑的,则 T 上的每个局部有界负担都是有界的。
设 p 为集合 T 上的负担,A 子集为 T 的负担。对于每个函数 f∈F+(A),令 f0 为扩张,f 到 T 的差为 0; F+(A) 上的映射 f↦p(f0) 是一种负担,称为由 A 上的 p* 引起的*负担,并表示为 p∣A 或 pA。
设 T 和 U 是 T 到 U 的两个集合、π 映射,并且 p 是 T 上的负担。 U 上的负担 π(p),其 f∈F+(U) 的值由下式给出
(π(p))(f)=p(f∘π),
称为π下p的*像负担*。
让p成为集合T的负担;如果p(T−A)=0,则据说p“集中”在子集A或T。
— *如果产权负担p集中在A⊂T,则每f∈F+(T)就有p(f)=p(fφA)。
引用了 1 · 被以下引用 1
引用了 定义 1
被以下引用 命题 14
对于,集合T−A=B,使得p(φB)=0;那么
fφB≤(+∞)⋅φB=n∈NsupnφB,
因此 p(fφB)=0 由 Def 的属性 a),b),d) 得到。 1. 从c)得出p(f)≤p(fφA)+p(fφB)=p(fφA),最后由a)得出p(f)=p(fφA)。
2. 预防措施和措施
令T为拓扑空间,并令K为T的紧凑子集的集合,按包含排序。对于每个K∈K,令M(K;C)为K上的复杂测度的集合。对于K的元素的每个对(K,L)使得K⊂L,令ιKL为M(L;C)的映射到M(K;C),与L上的每个测度μ相关联μK 由 K 上的 μ 诱发(第 IV, §5, No. 7 章,定义 4)。那么ιKM=ιKL∘ιLM,当K,L和M是T的紧子集,使得K⊂L⊂M;这是从诱导措施传递性得出的(第V, §7, No. 2章,第4条命题)。族(M(K;C))K∈K的*逆极限*的元素针对映射ιKL的元素将在T被称为*预防措施*。其他字:
One calls premeasure on a topological space T every mapping w that associates, to every compact subset K of T, a measure wK on K, and that has the following property:
如果K和L是T的紧子集使得K⊂L,wL在K上引起的测度(wL)K等于wK。
如果所有度量 wK 都是真实的(分别为正),则预测量 w 被称为真实(分别为正)。
引用了 1
引用了 引理 3, IV § 5
设w和w′为T、t复数的两个预测值;对于T的每个紧凑子集K,预防措施w+w′和tw由公式(w+w′)K=wK+wK′、(tw)K=twK定义。对T的预制显然是形式向量空间,记为P(T;C);实际预测值的空间将表示为P(T;R),或更常见的是P(T),正预测值的凸锥将表示为P+(T)。令 w 为预测值; 映射 K↦∣wK∣ 是 T(第 IV, §5, No. 7、引理 3)的预测值,将表示为 ∣w∣。若 w 为实数,则集合 w^+ = \frac{1}{2}(|w| + w),\ w^- = \frac{1}{2}(|w| - w);这两个预测值是正的,我们可以看到每一个真正的预测值都是两个正预测值的差值。显然,对于 T 的每个紧凑子集 K,(w+)K=(wK)+、(w−)K=(wK)−。
向量空间 P(T) 按圆锥P+(T) 排序。显然w+=sup(w,0), w−=sup(−w,0);因而,P(T) 是晶格有序的,sup(w,w′)=w+(w′−w)+, inf(w,w′)=w−(w′−w)− 是晶格有序的。而且,明确
(sup(w,w′))K=sup(wK,wK′),(inf(w,w′))K=inf(wK,wK′)
对于 T 的每个紧凑子集 K。
w∙(f)=Ksup(wK)∙(fK),
其中 K 运行于 T 的紧凑子集的集合。
对于每个紧集 K,令pK为K的典范嵌入下的负担(wK)∙的像负担进入T; w∙ 是产权负担 pK 的上封套,因此是产权负担(No. 1,命题 1)。有人说 w∙ 是与正预测值 w 相关的“基本上积分”。人们经常写∫∙fdw或∫∙f(t)dw(t)而不是w∙(f)。
注 1). — 如果 v 和 w 是两个正预测值,则 (v+w)∙=v∙+w∙(第 V, §1, No. 1 章,命题 3)。如果 v 和 w 是两个复数预测值,则 ∣v+w∣∙≤∣v∣∙+∣w∣∙。
a) 令 w 为正预测值。对于 T 的每个紧凑子集 K,w∙ 在 K 上引起的负担 (w∙)K 等于 (wK)∙。对于每一个函数 f∈F+(T),一个人有关系 (wK)∙(fK)=w∙(fφK) 并且
引用了 2 · 被以下引用 15
引用了 命题 1, V § 7, V § 1. 。基本上衣整体
被以下引用 引理 2, 推论, 命题 11, 推论 2, 推论 4, 命题 4, 命题 5, 命题 6, 命题 7, 命题 9, 引理 1, IX § 2, 注 1, IX § 2, 命题 1, IX § 2, 命题 10, IX § 2, 命题 8, IX § 2
w∙(f)=Ksupw∙(fφK).
*b) 相反,令 p 为 T 满足以下条件的负担: 1) 对于 T 的每个紧致子集 K,K 上存在一个正测度 wK,使得 pK=(wK)∙。 2) 对于每个函数f∈F+(T),p(f)=supKp(fφK)。 映射 w:K↦wK 是 T 的正预测值,p=w∙。
让我们证明a:令g∈F+(K)和g0乘以g到T的零为扩张;那么,通过定义的诱发产权负担,
(w∙)K(g)=w∙(g0)=Lsup(wL)∙(g0∣L),
其中L运行超过T的紧凑子集的集合,或者仅仅运行包含K的集合。但如果L包含K,则(wL)∙(g0∣L)=(wK)∙(g)来自g0∣L是零在K之外(第V, §7, No. 1,命题1),这证明了第一个断言。因此
(wK)∙(fK)=(w∙)K(fK)=w∙((fK)0)=w∙(fφK)
对于所有f∈F+(T),并且(2)仅翻译公式(1)。
让我们转到 b:1) 中考虑的度量 wK 是唯一的(第 V, §1, No. 1 章)。让我们证明映射K↦wK是一个预测量:让K和L是两个紧凑的子集使得K⊂L,并让λ是wL在K上引起的测度;一切都归结为展示λ∙=(wK)∙。现在,λ∙=((wL)∙)K(第 V, §7, No. 1 章,提案 1);从(wL)∙=pL开始,我们有λ∙=(pL)K=pK=(wK)∙。
让我们用w表示预测值K↦wK;从pK=(wK)∙=(w∙)K开始,我们有p(fφK)=pK(fK)=(w∙)K(fK)=w∙(fφK)。因此,由于p上的公式 (2) 和假设 2),两个产权负担p和w∙相等。
Q.E.D.
由于诱发的负担(w∙)K等于(wK)∙,因此简单地写成wK∙不会产生歧义。从现在开始我们就使用这个记号。
— 令v和w为T的两个正预测值,使得v∙(L)=w∙(L)对于T的每个紧凑子集L;然后v=w。特别是,关系v∙=w∙意味着v=w。
引用了 2 · 被以下引用 6
引用了 推论 3, IV § 4, 命题 2
被以下引用 推论 4, 引理 1, IX § 2, 命题 3, IX § 2, 命题 4, IX § 2, 定理 1, IX § 3, 定理 1(普罗霍罗夫), IX § 4
例如,令T中的K为紧集;每有紧集 L⊂K,就有关系
wK(L)=wK∙(L)=w∙(L)=v∙(L)=vK∙(L)=vK(L)
根据提案 2;因此 wK=vK(第 IV, §4, No. 10 章,第 19 号提案第 3 条),最后由定义预防措施w=v。
— 令 w 为拓扑空间 T 的预测值。如果负担 ∣w∣∙ 是局部有界(或有界)的,则可以说 w 是一种测度(或有界测度)(cf. No. 1,定义 2)。
引用了 1 · 被以下引用 1
引用了 定义 2
被以下引用 定理 2, IX § 3
T上的复杂测度的集合显然是向量空间(*注* 1),将其表示为M(T;C)。实际措施的空间将表示为M(T;R)或更常见的是M(T),积极措施的锥体将表示为M+(T)。
如果 w 是复测度,则其实数部分和虚数部分均为实测度。如果w是实测度,则w+和w−是正测度。因此,每个复杂(或实际)测量都是线性组合(或差异)的正测量。
3. 例措施
— *局部紧凑空间的措施。
下面的命题表明了这个章包含的理论。 IV。在叙述中,字“测量”和记号 M(T;C) 的含义与之前的章相同。
令T为局部紧致空间,令μ为T的测度。用 W(μ) 映射表示,它与 T 的每个紧凑子集 K 相关联,导出测度 μK。那么W(μ)是T上的一项预测,一个有W(∣μ∣)=∣W(μ)∣,线性映射W:μ↦W(μ)是空间M(T;C)的双射到空间P(T;C)上的预测T。此外,如果μ为正,则μ∗=(W(μ))∗。
引用了 6 · 被以下引用 2
引用了 推论 2, IV § 4, 命题 5, 命题 4, V § 7, 命题 1, V § 7, 引理 3, IV § 5, 定义 1, V § 1
被以下引用 例, 定理 3, IX § 5
很明显,W(μ) 是预测值(第 V, §7, No. 2,命题 4),映射 W 是线性的。 关系 W(μ)=0 表示 μ 诱导 T 中每个紧集的测度 0;那么μ(f)=0对应f∈H(T;C),因此μ=0,这证明W是单射的。仍有待证明 W 是满射。由于每个预测值都是线性组合的正预测值,因此对于每个“正”预测值 w,一个正值 μ 就足以构造,从而使得 w=W(μ)。令f∈H(T)为给定的函数,令L为紧集包含f的支持度; 数 wL(fL) 独立于L 的选择,通过定义的诱导措施,因此可以集合 μ(f)=wL(fL);那么μ是H(T)上的正线性形式,即正测度。让我们验证一下w=W(μ);首先,关系μ∙(f)=wL∙(fL)扩展到f是有限上半连续函数,且零在L之外。例如,令M是L的紧邻域,H是T上连续函数的(递减有向)集合,M包含支持,即≥f。然后(第 IV, §4, No. 4 章,第 5 号提案第 2 条)
μ∙(f)=h∈Hinfμ(h)=h∈HinfwM(hM)=wM∙(fM),
另一方面,wM∙(fM)=wL∙(fL),因为fM在M−L上是零(第V, §7, No. 1章,提案1)。特别是,如果通过H+(L)的元素的0取f为扩张,那么这个公式表明μL=wL通过定义的诱导措施,因此确实是W(μ)=w。
如果 μ 为正,则
μ∙(f)=Ksupμ∙(fφK)=KsupμK∙(fK)=(W(μ))∙(f)
对于每个f∈F+(T)(第V, §1,定义1和§7,提案1)。 关系 ∣W(μ)∣=W(∣μ∣) 是显而易见的(第 IV, §5, No. 7、引理 3)。
Q.E.D.
当T是*局部紧凑*时,我们从现在开始将通过双射W*认同*空间M(T;C)和P(T;C)。
— *令T为拓扑空间,L为T的紧子集,λ为L的正测度。 T 上存在唯一的正测度 μ,这样,对于每一个函数 f∈F+(T),
引用了 3
引用了 命题 2, 命题 2, V § 6, 命题 1, V § 7
(2)
μ∙(f)=λ∙(fL).
让我们对每个 f∈F+(T) 集合 p(f)=λ∙(fL),并证明命题 2 b) 的条件 1) 和 2) 得到满足。第二个显然是满足的:确实,如果K包含L,则p(f)=p(fφK)。如果 K⊂T 是紧的,并且如果 h∈F+(K),那么
pK(h)=p(h0)=λ∙(h0∣L).
但h0∣L是扩张除hK∩L到L的0:因此最后一个表达式等于(μK)∙(h),其中μK是K∩L的单射下的λ∣K∩L的像进入K(第1章) V, §6, No. 2,提案 2 和 §7, No. 1,提案 1),以及 pK=(μK)∙。因此,命题 2 b) 的条件 1) 也成立,μ 的存在性随之而来。
Q.E.D.
我们可以说 μ 是由 λ 定义的 T 测度。特别是,对于 T 的每点 x,可以定义测量εx;它的特征是(εx)∗(f)=f(x)为f∈F+(T)。
4. 局部可忽略不计集合和函数
函数* f∈F+(分别为*子集* A of T)*据说对于测量来说局部可忽略不计* μ if μ∗(f)=0(分别为μ∗(A)=0)。 有人说 μ 集中在子集 A of T 如果 T − A 是局部 μ*-可忽略*。
— 令 L 为 T 的紧凑子集,λ L 上的测度,μ λ (No. 3, 例 2) 定义的 T 上的测度。 公式 (3) 立即意味着函数 f∈F+(T) 局部 μ 可以忽略不计,当且仅当 fL 是 λ 可以忽略不计。
紧接着从公式 (1) 可以得出,函数 f∈F+(T) 是局部 μ 可以忽略的,当且仅当 fK 对于 T 的每个紧致子集 K 来说,μK 是可以忽略的。因此,局部可忽略的集合约化的性质立即变为那些紧凑空间中可忽略不计的集合,在第 1 章中处理。 IV。以下是一些今后将使用的结果,不再进一步参考。
— 为了使函数 f⩾0 局部可忽略不计,f(t)=0 局部几乎处处都是必要且充分的(Ch. IV, §2, No. 3,Th. 1)。如果 f 是函数,而 Banach 空间中的值,则相当于说 f=0 几乎在任何地方都存在,或者μ∗(∣f∣)=0;在这种情况下,我们将再次说 f 局部可以忽略不计。
— 局部可忽略的函数 ⩾0 的和和序列的上包络线局部可忽略不计(*loc.cit.*,No. 1,提案 2)。
— 如果 f 和 g 是两个函数 ⩾0,并且几乎在任何地方都局部相等,则 μ∙(f)=μ∙(g)(*loc.cit.*,No. 3,第 6 条)。
引用了 1
引用了 定理 1, IV § 2
5. 可测量集合和函数
函数* f 定义于 T,*与值在拓扑空间* F(*豪斯多夫或非豪斯多夫*)*据说对于测量* μ (或为 μ*-可测量)*如果,*对于每个紧凑子集*K*的*T,*函数*fK*是*μK*-可测量*。
引用了 2 · 被以下引用 1
引用了 IV § 5. 。可测量函数和集合, 定义 1
被以下引用 例
这相当于存在说,对于每个紧集K,将K的划分转化为μK可忽略不计的集合N和序列(Kn) 紧集,使得f到每个Kn的限制是连续的。因为它相当于说 N 是 μK-可忽略的,或者它是局部 μ-可忽略的 (No. 4),所以可以看出 f 是 μ-可测的,当且仅当,对于每个紧集 K,存在将K的划分转换为局部μ可忽略的集合N和紧集的序列(Kn),使得fKn对于所有n都是连续的。这个定义与Def相同。第 1 章。 IV, §5, No. 1,因此当T局部紧致时,我们恢复了可测量函数的通常概念。
如果函数的特征是可测量的,则T的子集A被认为是可测量的。当A是μ可测量并且μ∙(A)<+∞时,这个数简单地表示为μ(A)并且被称为A的*测量*。当f是⩾0、μ可测量和μ∙(f)<+∞时,类似地可以将μ∙(f)写为μ(f)。
如果θ是T上的复杂测度,则函数f(分别是T的子集)如果对于正测度∣θ∣是可测的,则称其为θ可测。下面的结果可以扩展到复杂的测量。
— Let L be a compact subset of T, λ a measure on L, and μ the measure on T defined by λ (No. 3, Example 2). 当且仅当fL是λ可测时,在T上定义的函数f是μ可测的。 因为,这个条件显然是必要的。 相反,如果满足,则存在L的划分到λ可忽略的集合N和紧集的序列(Ln),使得fLn对于所有n都是连续的。 如果K是T的紧凑子集,集合K−⋃n(K∩Ln)有交和L,λ可忽略不计,因此集合是μ可忽略不计No. 3的公式(3),以及f到K∩Ln的限制对于所有n都是连续的。
定义。 7 允许在没有新的证明的情况下,将可测量函数上的结果数扩展到空间非局部紧凑的情况。以下是其中的一些,我们将在以后使用而无需进一步参考:T的开集合和闭集合是μ可测量的; μ-可测量的集合形式一个部落(第IV, §5, No. 4,第2章的Cor.2),包含T的Borel集合(前述,第3章),以及Souslin集合(第2章) IV, §5, No. 1,第 3)(1) 条第 2 条。数值函数上的通常代数运算保持可测量性(第 IV, §5, No. 3 章),可数通道到极限的运算也保持可测量性(前述,No. 4,Th.2 和 Cor.1)。下面的性质值得更明确地提及:
引用了 7
引用了 例 2, IV § 5. 。可测量函数和集合, 推论 2, IV § 5, 推论 2, IV § 5, 定义 7, 推论 1, 命题 3
— 令 f 为 T 上 μ 的正函数和 (gn)n≥1 序列 - 可测量正函数。设定 g=∑n≥1gn,有
μ∙(fg)=n≥1∑μ∙(fgn).
引用了 2 · 被以下引用 3
引用了 命题 2, V § 1. 。基本上衣整体
被以下引用 命题 5, 命题 9, 引理 1, IX § 2
集合 hn=∑i=1ngi 对于所有 n≥1。对于 T 的每个紧凑子集 K,
μK∙((fhn)K)=i=1∑nμK∙((fgi)K)
由第 2 章的提案 2将V, §1, No. 1应用于紧凑空间K。对于T的紧凑子集的递增有向集合,经过到极限,可得
μ∙(fhn)=i=1∑nμ∙(fgi).
现在,fg是递增序列(fhn)n≥1、从而μ∙(fg)=limn→∞μ∙(fhn)的极限;前面的公式则立即暗示(4)。
— 令 (An) 为成对不相交的可测量子集的序列,其中并 A。对于 T 的每个子集 B,
μ∙(A∩B)=n∑μ∙(An∩B)
引用了 2 · 被以下引用 2
引用了 IV § 5. 。可测量函数和集合, 命题 12
被以下引用 命题 9, 定理 2, IX § 3
特别是
μ∙(A)=n∑μ∙(An).
在可测量函数或集合以及扩展的性质中,如上文 Hausdorff 空间所示,我们还引用了第 1 章的第 12 章提案。 IV, §5, No. 8(μ-紧集的密集族)。因此,函数 f 和值在拓扑中
(1) 该推论的证明对于不可度量局部紧致空间 (GT, IX, §6, No. 9, Th. 5) 中的 Souslin 集合无需修改即可有效。
空间(Hausdorff 与否)是 μ 可测的,当且仅当 T 的紧凑子集 K 的集合,使得 fK 是连续的,是μ-稠密的(*loc.cit.*,No. 10,命题 15)。
6. 定向家庭;对某项措施的支持
a) 设 H 为函数 ⩾0 的递增有向集合,它们在 T 的每个紧凑子集上都是下半连续的。然后
引用了 4 · 被以下引用 5
引用了 命题 2, 命题 4, 命题 8, V § 1. 。基本上衣整体
被以下引用 命题 3, 引理 3, IX § 2, 引理 1, IX § 3, IX § 5. 。完全正常的措施空间, 命题 1, IX § 5
μ∙(h∈Hsuph)=h∈Hsupμ∙(h).
b) 设H为函数⩾0的递减有向集合,它们在T的每个紧致子集上是上半连续的。如果H中存在函数h0使得μ∙(h0)<+∞,则
μ∙(h∈Hinfh)=h∈Hinfμ∙(h).
对于每个紧集 K⊂T,我们都有情况 a)
μ∙(h∈HsuphφK)=μK∙(h∈HsuphK)=h∈HsupμK∙(hK)=h∈Hsupμ∙(hφK),
如果是 b)
μ∙(h∈HinfhφK)=μK∙(h∈HinfhK)=h∈HinfμK∙(hK)=h∈Hinfμ∙(hφK),
根据 No. 2 的第 2 条提案和第 8 章的第 8 条提案V, §1, No. 2。情况 a) 紧随其后,通过关于 K 的上界(No. 2,命题 2)。为了处理情况 b),用 ε 数 >0 和选择紧集 K 表示,使得 μ∙(h0φK)⩾μ∙(h0)−ε。然后我们有 (No. 5,命题 4) μ∙(h0φCK)⩽ε;对于每个函数 h∈H 即 ⩽h0,我们因此有 μ∙(hφCK)⩽ε,最后根据 No. 5 的第 4 条命题得到 μ∙(hφK)⩾μ∙(h)−ε。因而
μ∙(h∈Hinfh)⩾μ∙(h∈HinfhφK)=h∈H,h⩽h0infμ∙(hφK)⩾h∈H,h⩽h0infμ∙(h)−ε.
因而(6)的左边是右边⩾;反之不等式显而易见,命题成立。
— a) 令(Uα)α∈I为递增有向T的开子集族,其中并U。然后μ∙(U)=supα∈Iμ∙(Uα)。
被以下引用 3
被以下引用 定理 1, IX § 3, 命题 3, IX § 4, 定理 1(普罗霍罗夫), IX § 4
b) 令 (Fα)α∈I 为递减 T 的封闭子集有向族,其中交 F。如果存在 α∈I 使得 μ∙(Fα) 是有限的,则μ∙(F)=infα∈Iμ∙(Fα)。
由前面的推论,存在最大的局部可忽略的开集合;这证明了以下定义的合理性:
— 对T的措施μ的支持被定义为本地最大的的补充μ-可忽略T中的开放集合。
μ的支持度表示为Supp(μ)。
7. 上部信封和和措施
— 令 (λα)α∈A 为递增 T 上的有向测度系列,并令 p=supαλα∙。对于家庭(λα)在M(T)中的上述界限,产权负担p在当地有界限是必要且充分的。然后,族(λα)在M(T)和λ∙=p中承认至高λ。对于每个紧集 K,测度 λK 是 M(K) 中测度 (λα)K 的上乘。
引用了 2 · 被以下引用 2
引用了 命题 2, 命题 11, V § 1
被以下引用 命题 14, 命题 7
如果族 (λα) 在 M(T) 中有界,那么 p 显然是局部有界的。相反,让我们假设 p 是局部有界的,并证明它满足 No. 2 的命题 2 b) 的条件 1) 和 2)。对于 2),这是由以下等式得出的:
p(f)=αsupλα∙(f)=αsupKsupλα∙(fφK)=Ksupαsupλα∙(fφK)=Ksupp(fφK).
另一方面,令K为紧集;负担pK等于负担(λα∙)K的上包络线,并且它是有界的,因为p是局部有界的。因此,措施(λα)K在M(K)和λK∙=pK中承认最高值λK(第V, §1, No. 4章,第11条命题)。从而满足No. 2的命题2 b)的条件1),因此在T上存在测度λ使得λ∙=p;显然,λ是措施λα的至高无上。
设(μi)i∈I为T上的一系列测度。设A为I的有限子集的集合;对于每个α∈A让λα=∑i∈αμi。如果族(λα)在M(T)中承认一个至上μ,则称族(μi)是可和的,μ称为族(μi)的和,并且写为μ=∑i∈Iμi。
引用了 1 · 被以下引用 1
引用了 V § 2. 。积极措施的总结系列
被以下引用 命题 7
第 1 章的这个定义扩展定义 V, §2, No. 1。
对于家庭 (μi)i∈I 来说,和 μ 是可求和的,产权负担 p=∑i∈Iμi∙ 是局部有界的,在这种情况下是 p=μ∙ 是必要且充分的。对于 T 的每个紧凑子集 K,族 ((μi)K)i∈I 可以在 M(K) 和 μK=∑i∈I(μi)K 中求和。
引用了 4 · 被以下引用 8
引用了 定义 9, 命题 6, 命题 2, V § 2. 。积极措施的总结系列
被以下引用 定义 13, 推论 5, 命题 9, 引理 1, IX § 2, 引理 4, IX § 2, 推论 3, IX § 2, 命题 4, IX § 2, 命题 1, IX § 3
与 Def 中的记号相同。 9、I中每有限子集α对应λα∙=∑i∈αμi∙(No. 2,*注* 1)。 叙述则为第 6 条命题的直接的推论。
关系 μK=∑i∈I(μi)K 和第 2 章的提案 2。 V, §2, No. 2 产生以下结果:
设 μ 为 T 上可求和族 (μi)i∈I 的和。在阶中,T 的映射 f 进入拓扑空间 F(无论是否豪斯多夫)为 μ 可测,f 是可测的μi-可测量每个i∈I。
被以下引用 4
被以下引用 命题 5, 命题 9, 引理 1, IX § 2, 命题 5, IX § 2
8. 压碎物
我们称T为μ或μ压榨,T的成对不相交的紧凑子集的任何局部可数族(Kα)α∈A,使得集合N=T−⋃α∈AKα局部μ可忽略不计。
a) 对于 μ,存在 T 的压榨 (Kα)α∈A。 b) 令 (Kα)α∈A 为 T 右 μ 的压榨。如果 μα 是由 μKα (No. 3, 例 2) 定义的 T 测度,则族 (μα)α∈A 是可求和的,*其和等于 μ,并且,对于每个函数 f∈F+(T),
引用了 10 · 被以下引用 5
引用了 例 2, IV § 5. 。可测量函数和集合, 推论, 命题 14, 引理 2, IV § 5, 命题 2, IX § 2. 。 运算关于措施, 命题 7, 命题 4, 命题 8
被以下引用 学院, 命题 14, 引理 4, IX § 2, 命题 3, IX § 2, 命题 1, IX § 3
μ∙(f)=α∈A∑μα∙(f)=α∈A∑μKα∙(fKα).(1)
为了将 T 的映射 g 转换为拓扑空间 G(无论是否为 Hausdorff),并且μ 可测,gKα 对于每个μKα 可测是充分必要的α∈A。
A) 存在挤压:
证明是第 14 章命题的重复。 IV, §5, No. 9,略有修改。令K为T的紧凑子集K的集合,使得Supp(μK)=K,并让H为子集L的集合(按包含排序) K由……组成成对的不相交的集合。让我们首先证明H的每个元素L都是*局部可数的*。令x为T的点,且V为x的开邻域,使得μ∙(V)<+∞;令 LV 为与 V 相交的 K∈L 的集合。如果(Ki)1≤i≤n是LV的不同元素的有限序列,我们有,根据Cor.提案 4,
i=1∑nμ∙(Ki∩V)=μ∙(V∩(i=1⋃nKi))≤μ∙(V),
因为Ki是成对的不相交的。因此,
K∈LV∑μ∙(K∩V)<+∞.
现在,对于每个K∈LV,μ∙(K∩V)=μK∙(K∩V)>0,因为K∩V是非空,在K开放,而μK的支持度是K的全部;因此LV是可数的,并且L确实是局部可数的。 H 是归纳性的,直接的,以及非空(有 ∅∈H)。因此,令 H 为 H 的极大元素。我们将证明集合 N=T−⋃K∈HK 局部可以忽略不计。根据命题 2,足以验证对于每个紧集 L 都有 μ∙(N∩L)=0,或者再次证明 μL∙(N∩L)=0。我们将通过矛盾来论证。因此,假设μL∙(N∩L)>0。由于与L相交的K∈H的集合是可数的,因此N∩L是μL可测的;因此存在紧集J包含在N∩L中,使得μL∙(J)>0。设S为非零的措施(μL)J=μJ的支撑;它包含在N中,度量μS是非零的和Supp(μS)=S(第IV, §5, No. 7,引理2章)。 集合H∪{S}因此属于到H,与H的最大特征标矛盾。这就证明了碾压的存在。
(1) 我们稍后会看到 (§2, No. 2) μα 是φKα⋅μ。
B) (7) 的证明: 对于每个α∈A,μα∙(f)=μKα∙(fKα)=μ∙(fφKα)乘以No. 3的公式(3)和No. 2的提案2a);这些公式表明负担∑α∈Aμα∙是≤μ∙,因此家庭(μα)α∈A是可求和的(No. 7,命题7)。因此只要证明μ=∑α∈Aμα,即成立公式
μK∙=α∈A∑(μα)K∙ 对于T的每个紧凑子集K。现在,K是固定的,
α∈A的集合
A′使得
Kα与K相交是可数的。让
g∈F+(K);然后
g0=g0φN+∑α∈Ag0φKα,然后
g0φKα=0 α∈A−A′;根据No. 5的第4条命题,可以得出
μ∙(g0)=∑α∈Aμ∙(g0φKα)、从而
μK∙(g)=μ∙(g0)=α∈A∑μ∙(g0φKα)=α∈A∑μα∙(g0)=α∈A∑(μα)K∙(g); 从而式(8)成立。
C) 可测量性: 为了使 T 上定义的函数 g μ 可测,对于每个 α∈A μα 可测是充分必要的(No. 7,第 8 条);但这相当于说,gKα对于所有α∈A(No. 5,例)来说是μKα可测量的。 Q.E.D.
正如第 14 章第 14 章的提案一样。 IV, §5, No. 9,可以要求紧集Kα到属于到T的紧凑子集的μ密集集合,提前给出。我们只需要以下结果,我们将直接建立该结果:
考虑将 T 的 (Kα)α∈A 压碎为 μ。由于映射 g 是可测的,因此对于 Kα 的每个 α∈A 划分都存在到紧集的序列 (Kαn) 以及局部可忽略的集合 Nα,使得g的限制到集合Kαn都是连续的。那么,家庭(Kαn)(α,n)∈A×N就是人们所寻求的压垮者。因为,它是局部可数的,并且集合N′=N∪(⋃αNα)局部可忽略不计,因为紧集最多与集合Nα的可数无穷大相交。
令 X 为 T 的 μ 可测量子集。存在X的紧凑子集的局部可数族(Lα)α∈A,成对不相交的,使得X−⋃α∈ALα在局部μ可以忽略不计。如果,在加法中,X是可测量的集合的序列(Xn)的并使得μ∙(Xn)<+∞,那么α∈A的集合B使得μ∙(Lα)=0是可数,并且X−⋃β∈BLβ在本地μ可以忽略不计。
引用了 2 · 被以下引用 2
引用了 命题 10, 命题 2
被以下引用 推论 3, 命题 1, IX § 2
令f为X的特征函数,并让(Kα)α∈A为T的压榨,使得f的限制对于每个Kα都是连续的(命题10)。然后,集合Lα=Kα∩X对于每个α∈A来说都是紧凑的,而(Lα)α∈A就是所需的族。让我们进入第二个断言;可测量的集合Xn可以清楚地假设为不相交的,并且足以为它们中的每一个建立断言。在其他字中,如果必要的话改变记号,我们可以假设μ∙(X)<+∞。 α∈A的集合B使得μ∙(Lα)>0是可数的,只需要证明集合N=⋃α∈A−BLα是局部可忽略的。但K是紧集;家庭(Lα)α∈A在当地可数,集合K∩N是家庭(K∩Lα)α∈A−B的*可数*亚科的并,因此这个集合在当地可以忽略不计。 N也是如此(No. 2,命题2),命题成立。
9. 上积分
μ∗(f)=ginfμ∙(g),
其中g超过下半连续函数的集合,即⩾f。
还使用记号∫∗f(t)dμ(t)和∫∗fdμ。当T局部紧致时,定义重合与通常的定义(第V, §1, No. 1,第4条)。显然μ∙(f)⩽μ∗(f),当f是下半连续时,等式。如果A是T的子集,则写为μ∗(A)而不是μ∗(φA),这个数称为A的*外测度*。具有有限外部测量的可测集合称为*可积集合*,就像局部紧致空间的情况一样。
函数 f 与值位于 Banach 空间或R 中,使得μ∗(∣f∣)=0 被称为“可忽略不计”;如果 φA 可以忽略不计,即 μ∗(A)=0,则称集合 A⊂T 可以忽略不计。表述“几乎无处不在”是在第 1 章中引入的。 IV, §2, No. 3。
Def 的属性a),b),c)。 No. 1 中的 1 个是明显的。 性质d)的证明与Th相同。第 3 章。 IV, §1, No. 3,考虑到道具。 4 和 5 a)。
函数f,与值在Banach空间或R中,当且仅当f(t)=0几乎无处不在时,可以忽略不计。
引用了 1
引用了 IV § 2. 。可以忽略不计的函数和集合
如果函数呈阳性,则立即使用 1 个约化。 证明与 Th 相同。第 1 章。 IV, §2, No. 3。
证明与第19章的命题相同。 IV, §1, No. 4。
令 f 为 T 上定义的函数,其中值在 Banach 空间或R 中。有人说,如果f是零对可积开集合的可数并的补集,则f针对测度μ进行调节,或μ调节。如果函数 φA 被审核,则 T 的子集 A 被认为被审核。如果函数 1 为 μ 缓和,则称措施 μ 已缓和。
引用了 2
引用了 定义 2, V § 1. 。基本上衣整体
对于例,由于负担μ∙是局部有界的,T的每个紧致子集K都包含在开集合V中,使得μ∙(V)<+∞;因此,紧集之外的零函数会受到调节。调节了可忽略不计的函数。 注以下 Def。第 2 章。 V, §1, No. 2可以立即扩展到当前上下文。特别是,缓和的正函数的序列中的和被缓和。
让f∈F+(T)。如果f是μ-调节的,则μ∗(f)=μ∙(f);如果 f 不是 μ 调节的,则 μ∗(f)=+∞。
引用了 4 · 被以下引用 3
引用了 命题 9, 引理 1, 命题 6, 定义 2, IX § 6
被以下引用 定义 13, 注, 命题 9
如果μ∗(f)<+∞,则存在下半连续函数g≥f,使得μ∙(g)<+∞。对于每个n∈N,令Gn为t∈T的集合,使得g(t)>1/n; 集合 Gn 是开放的,其中有 μ∙(Gn)≤nμ∙(g)<+∞,f 是零在 Gn 的并之外:函数 f 因此受到调节。
接下来,让我们证明对于调节的函数,μ∗ 和 μ∙ 具有相同的值。由于μ∗和μ∙是负担,当f是正函数时,足以建立关系μ∗(f)=μ∙(f),上面由常数M限制,并且零在有限测度的开放集合G之外,我们现在应该做。
措施μ是M(T)中递增定向系列(μi)i∈I具有紧凑支持的措施的至高无上:这立即来自No. 8的第9号提案。令g为T上的下半连续函数,位于f和下半连续函数MφG之间。 集合νi=μ−μi;那么 μ∙=μi∙+νi∙ (No. 2, 注 1),因而
μ∙(g)−μ∙(f)=(μi∙(g)−μi∙(f))+(νi∙(g)−νi∙(f)) ≤(μi∙(g)−μi∙(f))+νi∙(MφG). 其中一个有
νi∙(MφG)=μ∙(MφG)−μi∙(MφG) 和
μ∙(MφG)=supμi∙(MφG)(No. 7,第 6 条);因而,数
νi∙(MφG)可以通过合适的选择或
i任意小。因而,一切都归结为表明,对于任何数
c>0和任何指标
i∈I,可以在
f和
MφG之间找到一个下半连续函数
g,使得
μi∙(g)−μi∙(f)≤c。现在,令L为测度
μi的紧支座,并令
λ为测度
(μi)L;由于
μi集中于L,因此每有函数
h∈F+(T)就有
μi∙(h)=μi∙(hφL)=λ∙(hL)(No. 1、引理1和No. 2,命题2);因而
μi∙(g)−μi∙(f)=λ∙(gL)−λ∙(fL).
1 TG 中引用的附录并未出现在 GT(翻译了早期版本的 Ch. IX)中。 Lindelöf 空间在 GT、I, §9、Exer 中定义。 14; Souslin 空间(GT、IX, §6, No. 2、Def. 2)的习题和定义涵盖了此处所需的材料。
但L是紧的;因而λ∗=λ∗,因此存在定义在L上的下半连续函数h,即≥fL且λ∗(h)≤λ∗(fL)+c。由于集合 L 在 T 上闭,函数 k 在 L 上等于 h,并在 T−L 上等于 +∞,因此在 T 上是下半连续,且为 ≥f 和 λ∗(kL)=λ∗(h)≤λ∗(fL)+c。它仅保留到集合g=inf(k,MφG):g是下半连续,g≥f和
μi∗(g)≤μi∗(k)=λ∗(kL)≤λ∗(fL)+c=μi∗(f)+c.
要使函数可以忽略不计,其局部可忽略且可调节是必要且充分的。
被以下引用 2
被以下引用 定义 13, 例
为了使函数f局部可忽略不计,每个x∈T拥有一个邻域V使得fφV可以忽略不计是充分必要的。
引用了 1 · 被以下引用 1
引用了 命题 2
被以下引用 注
因为,如果满足性质,则对于每个紧集 K,fφK可以忽略不计,因而f局部可以忽略不计(No. 2,命题2)。相反,假设f局部可忽略,令x为T的点; x 承认有限测度的开邻域 V。 函数 fφV 则局部可以忽略不计并且经过调节,因此可以忽略不计。
令f为T上定义的调节函数。存在成对不相交的紧集的序列(Kn),以及可忽略的集合H,使得f=fφH+∑nfφKn。
引用了 1 · 被以下引用 2
引用了 命题 11
被以下引用 推论 5, 命题 12, IX § 2
对于,令G为集合,它是可积开集合的可数并,使得f是G之外的零;那么 G 是成对不相交的紧集的序列 (Kn) 的并和局部可忽略的集合 H(No. 8,命题 11);但 H 受到调节,因此可以忽略不计。
如果μ和ν是T上的两个度量,使得μ∗=ν∗,则μ=ν。
引用了 2
引用了 推论, 命题 2
因为,等式μ∗=ν∗意味着μ∗(f)=ν∗(f)对于每个正函数f,它被调节为μ和ν,因此对于每个具有紧凑支持的正函数;接下来是μ∗=ν∗(No. 2,第2条命题),然后是μ=ν(No. 2,第2条命题的Cor.)。
如果 μ 是 T 上的调节措施,则存在序列 (μn)n∈N 具有紧凑支持的措施,使得 μ=∑n∈Nμn。
引用了 4 · 被以下引用 1
引用了 例 2, 注 2, 推论 3, 命题 7
被以下引用 命题 12, IX § 2
到假设时,常数函数 1 被 μ 调节。让我们应用 Cor. 3 至案例f=1;因此,存在 T 的成对不相交的紧凑子集的序列 (Kn)n∈N,使得 1=∑n∈NφKn μ - 几乎无处不在。令 μn 为 T 上的测度,由 Kn 上的测度 μKn 定义(No. 3,例 2)。人们知道(No. 6,注 2)μn具有紧凑的支持,并且μn∙(f)=μ∙(fφKn)对于f∈F+(T)。现在,f等于∑n∈NfφKnμ——几乎所有地方,从而
μ∙(f)=n∈N∑μ∙(fφKn)=n∈N∑μn∙(f).
由此得出 μ=∑n∈Nμn(No. 7,命题 7)。
10. 整合理论
— 让 p∈[1,+∞[; 一个表示由 Lp(T,μ) (分别 LFp(T,μ) 如果 F 是 Banach 空间)集合的映射 f T 到 R (分别到 F)进行 μ 可测量,并且满足μ∙(∣f∣p)<+∞。 一个表示由 Lp(T,μ) (分别 LFp(T,μ)*) μ 集合-调节* Lp(T,μ) (分别 LFp(T,μ)*) 的元素。
引用了 5
引用了 命题 7, V § 1. 。基本上衣整体, 命题 14, 推论 1, 定义 2, IV § 3
我们会写Np(f)=(μ∙(∣f∣p))1/p,Np(f)=(μ∗(∣f∣p))1/p。我们用N∞(f)表示数k≥0的下确界,使得∣f∣≤k局部μ——几乎无处不在;如果 N∞(f)<+∞,则f 被称为本质上有界。 T 的可测量且基本有界的映射到 R(分别到 F)的集合表示为 L∞(T,μ)(分别为 LF∞(T,μ))。 LF1(T,μ)(或LF1(T,μ))中的元素本质上称为可积函数(或可积函数),在F中称为值。
如果 μ 是一个复杂的度量,则集合
LFp(T,μ)=LFp(T,∣μ∣)andLFp(T,μ)=LFp(T,∣μ∣).
在不造成任何混淆的情况下,上述记号通常缩写为LFp(μ)、LFp或Lp(μ)、Lp。
我们在No. 8(*Scholium*)中看到,我们可以构造一个局部紧凑的空间T',与T具有相同的底层集合和拓扑更细,并且为T'配备一个测度μ′,使得μ可测量函数和μ′可测函数相同,因此μ和μ′的正函数的本质上积分相等。由此可见,对于 1≤p≤+∞ (1),集合 LFp(μ) 和 LFp(μ′) 是相同的。这也意味着在没有新的证明的情况下,LFp是向量空间,并且函数Np是LFp(μ)的半范数,对此空间是完整的。
设f为LFp(1≤p<+∞)中的元素;因为有 μ∙(∣f∣p)=μ′∙(∣f∣p)<+∞,第 7 章的命题 7。 V, §1, No. 2 意味着 f 是零之外
(1) 注空间 LFp(μ) 包含在 LFp(μ′) 中,但总体上与它不同。
T' 的紧凑子集的序列并和局部 μ′-可忽略的集合;后者集合在局部μ可以忽略不计,并且T'的每个紧凑子集在T中都是紧凑的,因此f在局部μ几乎处处等于μ调节的函数。让我们用局部 μ-可忽略的NF(或NF)空间(或μ-可忽略)函数来表示;因此我们有LFp=LFp+NF和NF=LFp∩NF(No. 9,第14号提案的Cor.1)。因此,空间LFp/NF可以被规范地标识为LFp/NF,并且人们立即验证该标识保留了范数;该商空间表示为LFp(μ)。它可以解释为与每个半范数空间LFp(μ)和LFp(μ)相关联的范数空间;由于LFp是完整的,LFp和LFp也是如此。
函数 f 的集合以及 F 中的值,在 T' 上连续且具有紧凑支撑,在 LFp(μ′)=LFp(μ) 中密集(第 IV, §3, No. 4,定义 2)。让我们再次讨论No. 8学院的记号。由于 T' 的紧致子集仅与紧集 Kα 的有限数相交,因此具有紧致支持的 T' 上的每个连续函数 f 可写为和
f=α∈A∑fα+g, 其中fα是,对于每个α,扩张除以Kα上的连续函数的0,其中fα=0除了指标的有限数,并且其中g在局部μ可以忽略不计。因此我们得到以下结果:
函数 f 的集合,其中值在 F 中,使得 Supp(f) 是紧致的,并且 f 到 Supp(f) 的限制是连续的,对于 1≤p<+∞,在 LFp(μ) 和 LFp(μ) 中是稠密的。
被以下引用 1
被以下引用 命题 3, IX § 5
注这些函数 不是连续的函数 在 T 上具有紧凑的支撑。
让我们转到积分的定义。
F 中存在且仅有一个连续的线性映射 f↦∫fdμ,空间 LF1(μ),具有以下性质: 如果 f 为形式 t↦g(t)a,其中 a∈F,且 g 为正函数、有限、μ 可测且μ∗(g)<+∞,则∫fdμ=μ∗(g)⋅a。
引用了 9
引用了 命题 10, IV § 3, IV § 3. 。 L$^p$空间, IV § 4. 。 可积函数和集合, 定理 2(霍尔德的不等式), IV § 6, IV § 6. 。凸性不等式, V § 5. 。由数值密度定义的度量, 命题 10, VI § 2. 。矢量测量, 定理 1, VI § 2
因为,半范数空间 LF1(μ) 和 LF1(μ′) 是相同的。由于μ∗=μ′∗,映射f↦∫fdμ′满足条件或叙述。另一方面,叙述中考虑的形式f=g⋅a的函数中的集合在LF1(μ′)(第IV, §3, No. 5,第10条)、从而唯一性中*总计*。
有人说,∫fdμ是f对μ的积分,而这个向量也表示为μ(f)或∫f(t)dμ(t)。
由于∫fdμ=∫fdμ′对于F中的每个本质可积函数f和值,所有本质积分扩展的理论到Hausdorff空间的测度,没有新的证明;由此,通过将自己限制在调节的函数,可以推导出相对于普通积分的结果。我们特别引用以下结果:
— Th。第 3 章。 IV, §3, No. 4,它的扩张到LFp,以及它的两个推论。 — Th。第 4 章。 IV, §3, No. 5(合成,带有连续的线性映射)及其推论;道具。 9、11、12为同一编号。 — Ch. 的所有结果IV, §3, No. 6,相对于Lp的有序向量空间结构。 — Ch. 的所有结果IV, §3, No. 7,尤其是勒贝格的定理。 — Ch. 的所有结果IV, §3, No. 8,关系,空间LFp之间。 — 定理 2 章。 IV, §4, No. 3(勒贝格的定理中的叙述特定于LF1)。 — Hölder 的不等式(第 IV, §6, No. 4,第 2 章)及其推论。 — 关系之间空间 LFp 建立于第 1 章IV, §6, No. 5。 — 第 1 章中建立的空间 Lp 对偶性结果V, §5, No. 8。 — Dunford–Pettis 定理(第 VI, §2, No. 5,第 1 章),其推论 1 和 2,以及第 10 章的命题 10 VI, §2, No. 6(LF1的双重)。
习题
参见习题为 § 1。