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§ 5。由数值密度定义的度量
1. 本地可积函数
a) 对于每个点 t ∈ T t \in T t ∈ T ,存在 t 的邻域 V,使得函数 g φ V g \varphi_V g φ V 是 μ \mu μ 可积。
b) 函数 g 是 μ \mu μ 可测量的,对于每个紧集 K ⊂ T K \subset T K ⊂ T ,∫ ∗ ∣ g ∣ φ K d μ < + ∞ \int^* |g|\varphi_K\,d\mu < +\infty ∫ ∗ ∣ g ∣ φ K d μ < + ∞ 。
c) 对于每个数值函数 h ∈ K ( T ) h \in \mathscr{K}(T) h ∈ K ( T ) ,g h gh g h 是 μ \mu μ 可积。
让我们证明 a) 蕴涵 b);因为,函数 g 可以通过定位的原理来测量(第 IV, §5, No. 2 章,第 4 条)。另一方面,对于每个t ∈ K t \in K t ∈ K ,到假设,存在T T T 中t t t 的邻域V t V_t V t ,使得g φ V t g \varphi_{V_t} g φ V t 可积;因此,我们可以用有限的数邻域V i V_i V i (1 ≤ i ≤ n 1 \leq i \leq n 1 ≤ i ≤ n )覆盖K K K ,使得函数g φ V i g \varphi_{V_i} g φ V i 可积。从∣ g ∣ φ K ≤ ∑ i = 1 n ∣ g ∣ φ V i |g| \varphi_K \leq \sum_{i=1}^n |g| \varphi_{V_i} ∣ g ∣ φ K ≤ ∑ i = 1 n ∣ g ∣ φ V i 开始,一个人就有了∫ ∗ ∣ g ∣ φ K d μ < + ∞ \int^* |g| \varphi_K \, d\mu < +\infty ∫ ∗ ∣ g ∣ φ K d μ < + ∞ 。
其次,b) 蕴含 c),因为 g h gh g h 是可测的,如果 L L L 是 h h h 的紧支撑,那么 ∣ g h ∣ ≤ ∥ h ∥ ⋅ ∣ g ∣ φ L |gh| \leq \|h\| \cdot |g| \varphi_L ∣ g h ∣ ≤ ∥ h ∥ ⋅ ∣ g ∣ φ L ,因此 ∫ ∗ ∣ g h ∣ d μ < + ∞ \int^* |gh| \, d\mu < +\infty ∫ ∗ ∣ g h ∣ d μ < + ∞ 乘以假设;因此,g h gh g h 可根据可积性准则进行积分(Ch. IV, §5, No. 6,Th. 5)。
最后,c) 暗示了 a)。事实上,对于每个t ∈ T t \in T t ∈ T ,让V V V 成为t t t 的紧邻域。存在T T T 到[ 0 , 1 ] [0,1] [ 0 , 1 ] 的连续映射h h h ,等于V V V 上的1并且有紧支撑(第III, §1, No. 2,引理1);由假设 g h gh g h 是可积的,因此 g φ V = ( g h ) φ V g \varphi_V = (gh) \varphi_V g φ V = ( g h ) φ V 也是可积的(第 IV, §5, No. 6 章,第 5 章第 3 章)。
函数* g g g ,*几乎在* T T T (*对于正测量* μ \mu μ )中局部定义,*在 Banach 空间* F F F (*分别在* R ‾ \overline{\mathbf{R}} R )中使用值,*据说可以局部可积* μ \mu μ (*或局部* μ \mu μ *-可积*)*如果它满足条件* a), b), c) 命题1. 如果 θ \theta θ 是一个复杂的测度,函数 g g g 局部定义 θ \theta θ *-几乎无处不在如果对于正测度* ∣ θ ∣ |\theta| ∣ θ ∣ 是局部可积的,则称其为局部* θ \theta θ *-可积。
引用了 4 引用了 命题 1 , 推论 4, IV § 6 , 定理 2(勒贝格-尼科迪姆) , 推论 1, IV § 6
如果 g g g 是局部 θ \theta θ 可积的,那么每个函数等于 g g g 的地方几乎处处都是局部可积的。显然,两个局部可积函数的和是局部可积的。 函数与 F F F 中的值,*随处定义*且对于 θ \theta θ 可局部积分,形式向量空间表示为 L l o c 1 ( T , θ ; F ) \mathscr{L}_{loc}^1(T, \theta; F) L l oc 1 ( T , θ ; F ) ;当F = R F = \mathbf{R} F = R 或C \mathbf{C} C 时,如果没有歧义,通常会省略F F F 的提及。这个空间将始终配备(没有明确提及相反)由半范数g ↦ ∫ ∣ g φ K ∣ d ∣ θ ∣ g \mapsto \int |g \varphi_K| \, d|\theta| g ↦ ∫ ∣ g φ K ∣ d ∣ θ ∣ 定义的拓扑,其中K K K 运行超过T T T 的紧凑子集的集合。相关的 Hausdorff 空间,L l o c 1 ( T , θ ; F ) \mathscr{L}_{loc}^1(T, \theta; F) L l oc 1 ( T , θ ; F ) 与子空间 N F ∞ \mathscr{N}_F^\infty N F ∞ 的商映射,几乎在所有地方都是零,被表示为 L l o c 1 ( T , θ ; F ) L_{loc}^1(T, \theta; F) L l oc 1 ( T , θ ; F ) 。 空间 L l o c 1 ( T , θ ; F ) L_{loc}^1(T, \theta; F) L l oc 1 ( T , θ ; F ) 和 L l o c 1 ( T , ∣ θ ∣ ; F ) L_{loc}^1(T, |\theta|; F) L l oc 1 ( T , ∣ θ ∣ ; F ) 相同。
可以证明刚刚定义的拓扑向量空间是*完整的*(Exer.31)。
每个可测量的函数 g g g ,基本上以每个紧集为界,都是局部可积的。对于每个数p p p 使得1 ≤ p ≤ + ∞ 1 \leq p \leq +\infty 1 ≤ p ≤ + ∞ ,每个函数g ∈ L F p g \in \mathscr{L}_F^p g ∈ L F p 都是局部可积的;事实上,对于每个函数h ∈ H ( T ) h \in \mathscr{H}(T) h ∈ H ( T ) ,h h h 属于到L q \mathscr{L}^q L q (其中q q q 是共轭到p p p 的指数),因此g h gh g h 是可积的(Ch.IV, §6, No. 4,Cor.)第 4 条 2)。
令F , G , H F, G, H F , G , H 为三个Banach空间,并且( u , v ) ↦ Φ ( u , v ) (u, v) \mapsto \Phi(u, v) ( u , v ) ↦ Φ ( u , v ) 为F × G F \times G F × G 到H H H 的连续双线性映射。如果 f f f 是局部可积的,并且在 F 中取其值,并且如果 g ∈ L G ∞ g \in \mathscr{L}_G^\infty g ∈ L G ∞ ,则 Φ ( f , g ) \Phi(f, g) Φ ( f , g ) 是局部可积的(第 IV, §6, No. 4 章,第 2 章的 Cor. 1)。
2. 由数值密度定义的度量
令 g g g 为正数函数局部定义 μ \mu μ - 几乎在 T 中任何地方且局部 μ \mu μ - 可积; t t t 的集合,使得g ( t ) = + ∞ g(t) = +\infty g ( t ) = + ∞ 在局部μ \mu μ 可以忽略不计,因为对于每个紧集K,g φ K g \varphi_K g φ K 是μ \mu μ 可积(第IV, §2, No. 3,第7条)。现在让 g ′ g' g ′ 为局部可积函数,它是正且有限的,等于 g g g 局部 μ \mu μ ——几乎处处; 集合λ t ′ = g ′ ( t ) ε t \lambda'_t = g'(t) \varepsilon_t λ t ′ = g ′ ( t ) ε t 。 T 的映射 t ↦ λ t ′ t \mapsto \lambda'_t t ↦ λ t ′ 到 M + ( T ) \mathscr{M}_+(T) M + ( T ) 模糊地是 μ \mu μ 可测量的,并且本质上是可标量可积的(或者再次,对 ( I , g ′ ) (I, g') ( I , g ′ ) ,其中 I 是 T 的恒等映射,是μ \mu μ -改编);积分ν = ∫ λ t ′ d μ ( t ) \nu = \int \lambda'_t d\mu(t) ν = ∫ λ t ′ d μ ( t ) 不依赖于特定的函数g ′ g' g ′ ,局部几乎处处都等于g g g ,用于措施λ t ′ \lambda'_t λ t ′ 的定义。这个措施ν \nu ν 由条件决定
∫ f ( t ) d ν ( t ) = ∫ f ( t ) g ( t ) d μ ( t ) for f ∈ K ( T ) .
\int f(t)\,d\nu(t) = \int f(t)g(t)\,d\mu(t) \quad \text{for } f \in \mathscr{K}(T).
∫ f ( t ) d ν ( t ) = ∫ f ( t ) g ( t ) d μ ( t ) for f ∈ K ( T ) .
如果现在θ \theta θ 是一个复数测度,并且如果u u u 是一个复数函数(或函数与R ‾ \overline{\mathbf{R}} R 中的值)在本地定义θ \theta θ ——几乎在任何地方都可以对θ \theta θ 进行本地可积,则可以写
u = g 1 − g 2 + i ( g 3 − g 4 ) θ = μ 1 − μ 2 + i ( μ 3 − μ 4 )
\begin{align*}
u &= g_1 - g_2 + i(g_3 - g_4) \\
\theta &= \mu_1 - \mu_2 + i(\mu_3 - \mu_4)
\end{align*}
u θ = g 1 − g 2 + i ( g 3 − g 4 ) = μ 1 − μ 2 + i ( μ 3 − μ 4 )
其中 μ 1 = ( ℜ θ ) + \mu_1 = (\Re \theta)^+ μ 1 = ( ℜ θ ) + 、μ 2 = ( ℜ θ ) − \mu_2 = (\Re \theta)^- μ 2 = ( ℜ θ ) − 、μ 3 = ( ℑ θ ) + \mu_3 = (\Im \theta)^+ μ 3 = ( ℑ θ ) + 、μ 4 = ( ℑ θ ) − \mu_4 = (\Im \theta)^- μ 4 = ( ℑ θ ) − (III, §1, No. 5 章),以及其中 g 1 , g 2 , g 3 , g 4 g_1, g_2, g_3, g_4 g 1 , g 2 , g 3 , g 4 具有类似含义;由于 ∣ u ∣ |u| ∣ u ∣ 是局部 ∣ θ ∣ |\theta| ∣ θ ∣ 可积的,因此每个正值函数 g i g_i g i (i = 1 , 2 , 3 , 4 i = 1, 2, 3, 4 i = 1 , 2 , 3 , 4 ) 对于每个正测度 μ j \mu_j μ j (j = 1 , 2 , 3 , 4 j = 1, 2, 3, 4 j = 1 , 2 , 3 , 4 ) 都是局部可积的,因此映射
f ↦ ∫ f ( t ) u ( t ) d θ ( t )
f \mapsto \int f(t)u(t)\,d\theta(t)
f ↦ ∫ f ( t ) u ( t ) d θ ( t )
K ( T ) \mathscr{K}(T) K ( T ) 是一个复杂的度量。
令θ \theta θ 为复数测度,并令u u u 为复数函数(或函数与R ‾ \overline{\mathbf{R}} R 中的值)本地定义θ \theta θ -几乎处处且本地θ \theta θ 可积。 T 上的复测度 f ↦ ∫ f u d θ f \mapsto \int fu\,d\theta f ↦ ∫ f u d θ 被认为是测度 θ \theta θ 与函数 u u u 的乘积,或密度 u u u 相对于 θ \theta θ 的测度,并表示为 u ⋅ θ u \cdot \theta u ⋅ θ 。
引用了 1 · 被以下引用 1 引用了 III § 1. 。局部紧凑措施空间
被以下引用 III § 1. 。局部紧凑措施空间
每个由局部 μ \mu μ 可积函数对正测度 μ \mu μ 进行乘积的复杂测度称为具有基 μ \mu μ 的测度。
按照惯例,关系 η = u ⋅ θ \eta = u \cdot \theta η = u ⋅ θ 又写成
d η ( t ) = u ( t ) d θ ( t ) .
d\eta(t) = u(t)\, d\theta(t).
d η ( t ) = u ( t ) d θ ( t ) .
当 u u u 处处定义且连续时,可以恢复第 1 章中给出的定义。 III, §1, No. 4。很明显,如果u 1 u_1 u 1 和u 2 u_2 u 2 是局部θ \theta θ 可积的,那么( u 1 + u 2 ) ⋅ θ = u 1 ⋅ θ + u 2 ⋅ θ (u_1 + u_2) \cdot \theta = u_1 \cdot \theta + u_2 \cdot \theta ( u 1 + u 2 ) ⋅ θ = u 1 ⋅ θ + u 2 ⋅ θ 。类似地,如果θ 1 \theta_1 θ 1 和θ 2 \theta_2 θ 2 是T T T 的两个测度,并且如果u u u 对于θ 1 \theta_1 θ 1 和θ 2 \theta_2 θ 2 来说是函数局部可积,那么u u u 对于θ 1 + θ 2 \theta_1 + \theta_2 θ 1 + θ 2 来说是局部可积的并且有一个u ⋅ ( θ 1 + θ 2 ) = u ⋅ θ 1 + u ⋅ θ 2 u \cdot (\theta_1 + \theta_2) = u \cdot \theta_1 + u \cdot \theta_2 u ⋅ ( θ 1 + θ 2 ) = u ⋅ θ 1 + u ⋅ θ 2 。
从今以后,我们将把自己限制在到处都定义的函数的情况; 扩张到函数几乎到处都在本地定义,这总是显而易见的,留给读者。
对于大多数部分,以下命题允许将复杂措施的情况减少为积极措施的情况:
令θ \theta θ 为复数测度,u u u 为局部θ \theta θ 可积复数函数;那么
被以下引用 13 被以下引用 注 2, IX § 2 , § 5. 。由数值密度定义的度量 , 引理 1 , 推论 , 注 1 , 推论 3 , 推论 1 , 推论 3 , 命题 4 , 推论 3 , 定理 3(勒贝格) , 推论 3, V § 7 , 命题 8, VI § 2
∣ u ⋅ θ ∣ = ∣ u ∣ ⋅ ∣ θ ∣ .
|u \cdot \theta| = |u| \cdot |\theta|.
∣ u ⋅ θ ∣ = ∣ u ∣ ⋅ ∣ θ ∣.
我们从一个辅助结果开始:
— *令 θ \theta θ 为复数测度,并令 f f f 为 L ‾ C 1 ( T , θ ) \overline{\mathscr{L}}^1_C(T, \theta) L C 1 ( T , θ ) 的元素。然后
⟨ ∣ θ ∣ , ∣ f ∣ ⟩ = sup c ∈ K 1 ∣ ⟨ θ , c f ⟩ ∣ = sup c ∈ B 1 ∣ ⟨ θ , c f ⟩ ∣ ,
\langle|\theta|, |f|\rangle = \sup_{c \in \mathscr{K}_1} |\langle\theta, cf\rangle| = \sup_{c \in \mathscr{B}_1} |\langle\theta, cf\rangle|,
⟨ ∣ θ ∣ , ∣ f ∣ ⟩ = c ∈ K 1 sup ∣ ⟨ θ , c f ⟩ ∣ = c ∈ B 1 sup ∣ ⟨ θ , c f ⟩ ∣ ,
引用了 3 · 被以下引用 1 引用了 命题 2, IV § 4 , III § 1. 。局部紧凑措施空间 , 命题 2
被以下引用 引理 3
*其中K 1 \mathscr{K}_1 K 1 (或B 1 \mathscr{B}_1 B 1 )表示复数函数c c c 的集合,与紧凑支撑(或Borel)连续,使得∣ c ∣ ≤ 1 |c| \leq 1 ∣ c ∣ ≤ 1 。
我们先来处理f ∈ K ( T ; C ) f \in \mathscr{K}(T; \mathbf{C}) f ∈ K ( T ; C ) 的情况。显然
sup c ∈ K 1 ∣ ⟨ θ , c f ⟩ ∣ ≤ sup c ∈ B 1 ∣ ⟨ θ , c f ⟩ ∣ ≤ ⟨ ∣ θ ∣ , ∣ f ∣ ⟩
\sup_{c \in \mathscr{K}_1} |\langle\theta, cf\rangle| \leq \sup_{c \in \mathscr{B}_1} |\langle\theta, cf\rangle| \leq \langle|\theta|, |f|\rangle
c ∈ K 1 sup ∣ ⟨ θ , c f ⟩ ∣ ≤ c ∈ B 1 sup ∣ ⟨ θ , c f ⟩ ∣ ≤ ⟨ ∣ θ ∣ , ∣ f ∣ ⟩
(第 IV, §4, No. 2 章,提案 2)。另一方面,令g g g 为K ( T ; C ) \mathscr{K}(T; \mathbf{C}) K ( T ; C ) 的元素,使得∣ g ∣ ≤ ∣ f ∣ |g| \leq |f| ∣ g ∣ ≤ ∣ f ∣ ; g g g 是序列的统一极限,K ( T ; C ) \mathscr{K}(T; \mathbf{C}) K ( T ; C ) 的元素的( g n ) (g_n) ( g n ) ,其支撑包含在由t t t 形成的开放集合U U U 中,使得f ( t ) ≠ 0 f(t) \neq 0 f ( t ) = 0 ,并且人们可以清楚地假设:每 n n n ∣ g n ∣ ≤ ∣ f ∣ |g_n| \leq |f| ∣ g n ∣ ≤ ∣ f ∣ 。 集合c n ( t ) = g n ( t ) / f ( t ) c_n(t) = g_n(t)/f(t) c n ( t ) = g n ( t ) / f ( t ) 为t ∈ U t \in U t ∈ U ,c n ( t ) = 0 c_n(t) = 0 c n ( t ) = 0 为t ∉ U t \notin U t ∈ / U ;然后c n ∈ K 1 c_n \in \mathscr{K}_1 c n ∈ K 1 ,g = lim n → ∞ c n f g = \lim_{n \to \infty} c_n f g = lim n → ∞ c n f ,因此∣ ⟨ θ , g ⟩ ∣ = lim n → ∞ ∣ ⟨ θ , c n f ⟩ ∣ |\langle\theta, g\rangle| = \lim_{n \to \infty} |\langle\theta, c_n f\rangle| ∣ ⟨ θ , g ⟩ ∣ = lim n → ∞ ∣ ⟨ θ , c n f ⟩ ∣ ,最后
sup ∣ g ∣ ≤ ∣ f ∣ , g ∈ K ( T ; C ) ∣ ⟨ θ , g ⟩ ∣ ≤ sup c ∈ K 1 ∣ ⟨ θ , c f ⟩ ∣ .
\sup_{|g| \leq |f|, g \in \mathscr{K}(T; \mathbf{C})} |\langle\theta, g\rangle| \leq \sup_{c \in \mathscr{K}_1} |\langle\theta, cf\rangle|.
∣ g ∣ ≤ ∣ f ∣ , g ∈ K ( T ; C ) sup ∣ ⟨ θ , g ⟩ ∣ ≤ c ∈ K 1 sup ∣ ⟨ θ , c f ⟩ ∣.
结论乘注意到,该不等式的第一个成员等于⟨ ∣ θ ∣ , ∣ f ∣ ⟩ \langle |\theta|, |f| \rangle ⟨ ∣ θ ∣ , ∣ f ∣ ⟩ (第III, §1, No. 6,公式(12))。
接下来,用 L ‾ C 1 ( θ ) \overline{\mathscr{L}}_C^1(\theta) L C 1 ( θ ) 的 f f f 元素表示,并让我们证明 (4) 再次成立:足以验证此关系的三个成员对于 L ‾ C 1 ( θ ) \overline{\mathscr{L}}_C^1(\theta) L C 1 ( θ ) 的拓扑持续依赖于 f f f ,因为它们重合依赖于稠密子空间K ( T ; C ) \mathscr{K}(T; \mathbf{C}) K ( T ; C ) 。这是由以下不等式立即产生的,其中 f f f 和 f ′ f' f ′ 表示元素或 L ‾ C 1 ( θ ) \overline{\mathscr{L}}_C^1(\theta) L C 1 ( θ ) :
∣ ⟨ ∣ θ ∣ , ∣ f ∣ ⟩ − ⟨ ∣ θ ∣ , ∣ f ′ ∣ ⟩ ∣ ≤ ⟨ ∣ θ ∣ , ∣ f − f ′ ∣ ⟩ = N ‾ 1 ( f − f ′ )
|\langle |\theta|, |f| \rangle - \langle |\theta|, |f'| \rangle| \leq \langle |\theta|, |f - f'| \rangle = \overline{N}_1(f - f')
∣ ⟨ ∣ θ ∣ , ∣ f ∣ ⟩ − ⟨ ∣ θ ∣ , ∣ f ′ ∣ ⟩ ∣ ≤ ⟨ ∣ θ ∣ , ∣ f − f ′ ∣ ⟩ = N 1 ( f − f ′ )
∣ ⟨ θ , c f ⟩ − ⟨ θ , c f ′ ⟩ ∣ ≤ ⟨ ∣ θ ∣ , ∣ c ∣ ∣ f − f ′ ∣ ⟩ ≤ N ‾ 1 ( f − f ′ )
|\langle \theta, cf \rangle - \langle \theta, cf' \rangle| \leq \langle |\theta|, |c||f - f'| \rangle \leq \overline{N}_1(f - f')
∣ ⟨ θ , c f ⟩ − ⟨ θ , c f ′ ⟩ ∣ ≤ ⟨ ∣ θ ∣ , ∣ c ∣∣ f − f ′ ∣ ⟩ ≤ N 1 ( f − f ′ )
对于所有c ∈ B 1 c \in \mathscr{B}_1 c ∈ B 1 。 引理由此成立。
命题 2 中的经过到证明,让我们将引理应用于函数 u h uh u h ,其中h h h 属于到K + ( T ) \mathscr{K}_+(T) K + ( T ) 。这产生:
⟨ ∣ θ ∣ , ∣ u h ∣ ⟩ = sup c ∈ K 1 ∣ ⟨ θ , c u h ⟩ ∣ = sup c ∈ K 1 ∣ ⟨ u ⋅ θ , c h ⟩ ∣ = ⟨ ∣ u ⋅ θ ∣ , h ⟩ .
\langle |\theta|, |uh| \rangle = \sup_{c \in \mathscr{K}_1} |\langle \theta, cuh \rangle| = \sup_{c \in \mathscr{K}_1} |\langle u \cdot \theta, ch \rangle| = \langle |u \cdot \theta|, h \rangle .
⟨ ∣ θ ∣ , ∣ u h ∣ ⟩ = c ∈ K 1 sup ∣ ⟨ θ , c u h ⟩ ∣ = c ∈ K 1 sup ∣ ⟨ u ⋅ θ , c h ⟩ ∣ = ⟨ ∣ u ⋅ θ ∣ , h ⟩ .
然而,第一个成员也等于
⟨ ∣ θ ∣ , ∣ u ∣ h ⟩ = ⟨ ∣ u ∣ ⋅ ∣ θ ∣ , h ⟩ .
\langle |\theta|, |u|h \rangle = \langle |u| \cdot |\theta|, h \rangle .
⟨ ∣ θ ∣ , ∣ u ∣ h ⟩ = ⟨ ∣ u ∣ ⋅ ∣ θ ∣ , h ⟩ .
因此,两个度量 ∣ u ∣ ⋅ ∣ θ ∣ |u| \cdot |\theta| ∣ u ∣ ⋅ ∣ θ ∣ 和 ∣ u ⋅ θ ∣ |u \cdot \theta| ∣ u ⋅ θ ∣ 相等。
inf ( g 1 ⋅ μ , g 2 ⋅ μ ) = inf ( g 1 , g 2 ) ⋅ μ ; sup ( g 1 ⋅ μ , g 2 ⋅ μ ) = sup ( g 1 , g 2 ) ⋅ μ .
\inf(g_1 \cdot \mu, g_2 \cdot \mu) = \inf(g_1, g_2) \cdot \mu ; \quad \sup(g_1 \cdot \mu, g_2 \cdot \mu) = \sup(g_1, g_2) \cdot \mu .
inf ( g 1 ⋅ μ , g 2 ⋅ μ ) = inf ( g 1 , g 2 ) ⋅ μ ; sup ( g 1 ⋅ μ , g 2 ⋅ μ ) = sup ( g 1 , g 2 ) ⋅ μ .
特别地,如果g g g 是局部μ \mu μ 可积数值函数,那么
( g ⋅ μ ) + = g + ⋅ μ ; ( g ⋅ μ ) − = g − ⋅ μ .
(g \cdot \mu)^+ = g^+ \cdot \mu ; \quad (g \cdot \mu)^- = g^- \cdot \mu .
( g ⋅ μ ) + = g + ⋅ μ ; ( g ⋅ μ ) − = g − ⋅ μ .
这是从第 2 章的第 2 条命题和公式 (6) 立即得出的。 II, §1, No. 1。
3. 相对于密度定义的度量进行积分
在这个小节的叙述中,g g g 表示正数值函数,在各处定义且局部可积μ \mu μ ,θ \theta θ 表示复数测度,u u u 表示局部θ \theta θ 可积复数函数。
No. 2中的注表明§4的结果适用于措施ν = g ⋅ μ = ∫ g ( t ) ε t d μ ( t ) \nu = g \cdot \mu = \int g(t) \varepsilon_t \, d\mu(t) ν = g ⋅ μ = ∫ g ( t ) ε t d μ ( t ) (甚至虽然措施g ( t ) ε t g(t) \varepsilon_t g ( t ) ε t 未定义除非g ( t ) ≠ + ∞ g(t) \neq +\infty g ( t ) = + ∞ )。因此我们得到以下叙述:
对于 T T T 上定义的每个数字函数 f ⩾ 0 f \geqslant 0 f ⩾ 0 ,
引用了 1 · 被以下引用 10 引用了 定理 1, V § 4
被以下引用 命题 3, IX § 2 , § 5. 。由数值密度定义的度量 , 命题 10 , 命题 11 , 命题 13 , 推论 1 , 命题 7 , 习题 3, § 7 , 例, VIII § 4 , 命题 1, VIII § 4
∫ ∙ f d ν = ∫ ∙ ( f g ) d μ .
\int^\bullet f \, d\nu = \int^\bullet (f g) \, d\mu .
∫ ∙ f d ν = ∫ ∙ ( f g ) d μ .
这是从 Th 得出的。 1 个§4, No. 2。
在阶、函数f \mathbf{f} f 、值在Banach空间或R ‾ \overline{\mathbf{R}} R 中,对于u ⋅ θ u \cdot \theta u ⋅ θ 的测度局部可忽略不计,u f u \mathbf{f} u f 对于θ \theta θ 局部可忽略是必要且充分的。
引用了 2 · 被以下引用 3 引用了 命题 2 , 命题 3
被以下引用 推论 2 , 定理 2(勒贝格-尼科迪姆) , 推论 1, V § 6
说f \mathbf{f} f (或u f u \mathbf{f} u f )对于u ⋅ θ u \cdot \theta u ⋅ θ (或θ \theta θ )局部可以忽略不计,相当于说,∣ f ∣ |\mathbf{f}| ∣ f ∣ (或∣ u ∣ ⋅ ∣ f ∣ |u| \cdot |\mathbf{f}| ∣ u ∣ ⋅ ∣ f ∣ )对于∣ u ⋅ θ ∣ |u \cdot \theta| ∣ u ⋅ θ ∣ (或∣ θ ∣ |\theta| ∣ θ ∣ )局部可以忽略不计。因此,根据No. 2的命题2,我们被简化为f , u , θ \mathbf{f}, u, \theta f , u , θ 为正的情况; 叙述则立即由命题 3 得出。
设u 1 u_1 u 1 和u 2 u_2 u 2 是两个局部θ \theta θ 可积复数函数。在阶和 u 1 ⋅ θ = u 2 ⋅ θ u_1 \cdot \theta = u_2 \cdot \theta u 1 ⋅ θ = u 2 ⋅ θ 中,u 1 u_1 u 1 和 u 2 u_2 u 2 几乎处处局部相等是必要且充分的。
引用了 1 · 被以下引用 10 引用了 推论 1
被以下引用 § 5. 。由数值密度定义的度量 , 学院 , 命题 10 , 命题 13 , 推论 3 , 推论 3 , 定义 4, VI § 2 , 命题 9, VI § 2 , 推论 4, VI § 2 , 定理 1, VI § 3
立即简化为表明u ⋅ θ = 0 u \cdot \theta = 0 u ⋅ θ = 0 意味着u ( t ) = 0 u(t) = 0 u ( t ) = 0 局部几乎无处不在;但u ⋅ θ = 0 u \cdot \theta = 0 u ⋅ θ = 0 意味着函数1对于测度u ⋅ θ u \cdot \theta u ⋅ θ 来说局部可以忽略不计。然后应用推论 1。
令u u u 为复数函数,对于正测度μ \mu μ 可局部积分。为了使 u ⋅ μ u \cdot \mu u ⋅ μ 成为一个积极的措施,u ( t ) ⩾ 0 u(t) \geqslant 0 u ( t ) ⩾ 0 几乎在任何地方都是必要且充分的。
引用了 2 · 被以下引用 3 引用了 命题 2 , 推论 2
被以下引用 引理 3 , 定理 3(勒贝格) , 定理 1, VI § 3
因为,当且仅当 u ⋅ μ = ∣ u ⋅ μ ∣ = ∣ u ∣ ⋅ μ u \cdot \mu = |u \cdot \mu| = |u| \cdot \mu u ⋅ μ = ∣ u ⋅ μ ∣ = ∣ u ∣ ⋅ μ (命题 2)时,u ⋅ μ u \cdot \mu u ⋅ μ 才为正,这几乎在任何地方都等价于局部u = ∣ u ∣ u = |u| u = ∣ u ∣ (Cor. 2)。
为了将 T T T 的映射 f f f 转换成拓扑空间 G G G 对于测度 u ⋅ θ u \cdot \theta u ⋅ θ 可测,f f f 的限制到θ \theta θ 可测集合是必要且充分的t t t 的S S S 使得u ( t ) ≠ 0 u(t) \neq 0 u ( t ) = 0 是θ \theta θ 可测量的。
引用了 2 · 被以下引用 2 引用了 命题 3, V § 4 , 命题 2
被以下引用 注 , 推论 1, V § 6
当u u u 和θ \theta θ 为正时,这立即从§4, No. 3的命题3得出。由于命题 2,结果是扩展到 u u u 和 θ \theta θ 很复杂的情况。
令 f \mathbf{f} f 为 T T T 上定义的函数,其中值在 Banach 空间 F F F 或R ‾ \overline{\mathbf{R}} R 中。为了使 f \mathbf{f} f ( u ⋅ θ ) (u \cdot \theta) ( u ⋅ θ ) 可测量,u f u \mathbf{f} u f θ \theta θ 可测量是充分必要的。
被以下引用 2 被以下引用 命题 8 , 推论, V § 8
因为,u f u \mathbf{f} u f 是扩张除以( u f ) ∣ S (u \mathbf{f})|S ( u f ) ∣ S 到T T T 中的0。
令 f \mathbf{f} f 为 T T T 上定义的函数,其中值在 Banach 空间 F F F 或R ‾ \overline{\mathbf{R}} R 中。在阶中,f \mathbf{f} f 对于*测度η = u ⋅ θ \eta = u \cdot \theta η = u ⋅ θ 本质上可积,u f uf u f 本质上θ \theta θ 可积是必要且充分的,在这种情况下
引用了 1 · 被以下引用 10 引用了 定理 2, V § 4
被以下引用 习题 23, § 5 , 命题 8 , 命题 9 , 推论 2, V § 6 , 命题 5, V § 6 , 命题 2, VI § 1 , 定义 4, VI § 2 , 定理 1, VI § 3 , 定理 2, VI § 3 , 推论, VII § 1
∫ f d η = ∫ ( u f ) d θ .
\int f \, d\eta = \int (uf) \, d\theta .
∫ f d η = ∫ ( u f ) d θ .
此外,假设u u u 是连续的,并且u ( t ) ≠ 0 u(t) \neq 0 u ( t ) = 0 对于所有t ∈ T t \in T t ∈ T ;那么f f f 对于测度η \eta η 可积当且仅当u f uf u f 对于θ \theta θ 可积。
从 Th 立即得出 u u u 和 θ \theta θ 为正的情况。 2 个§4, No. 4。 叙述的第一个和最后一个断言紧随其后,因为f f f 相对于η = u ⋅ θ \eta = u \cdot \theta η = u ⋅ θ 本质上可积(可积)当且仅当它对于∣ η ∣ = ∣ u ∣ ⋅ ∣ θ ∣ |\eta| = |u| \cdot |\theta| ∣ η ∣ = ∣ u ∣ ⋅ ∣ θ ∣ 本质上可积(可积)。最后,假设 f f f 本质上可积为 η \eta η (因此也可积为 ∣ η ∣ |\eta| ∣ η ∣ );我们利用分解 (2):f f f 对于每个测度 η i j = g i ⋅ μ j \eta_{ij} = g_i \cdot \mu_j η ij = g i ⋅ μ j (i = 1 , 2 , 3 , 4 , j = 1 , 2 , 3 , 4 i = 1, 2, 3, 4,\ j = 1, 2, 3, 4 i = 1 , 2 , 3 , 4 , j = 1 , 2 , 3 , 4 ) 本质上是可积的,因为这些测度是 ≤ ∣ η ∣ \leq |\eta| ≤ ∣ η ∣ 。我们有
∫ f d η i j = ∫ g i f d μ j .
\int f \, d\eta_{ij} = \int g_i f \, d\mu_j .
∫ f d η ij = ∫ g i f d μ j .
公式 (6) 紧随其后。
为了使测度u ⋅ θ u \cdot \theta u ⋅ θ 有界,u u u 本质上θ \theta θ 可积是必要且充分的。
被以下引用 2 被以下引用 引理 4 , V § 6. 。 像尺寸
设A A A 为T T T 中的子集;为了使φ A \varphi_A φ A 局部μ \mu μ 可积,A A A 是μ \mu μ 可测是充分必要的。假设满足条件,则集合ν = φ A ⋅ μ \nu = \varphi_A \cdot \mu ν = φ A ⋅ μ ;对于 T T T 上定义的每个数字函数 f ≥ 0 f \geq 0 f ≥ 0 ,我们有
∫ ∙ f d ν = ∫ ∙ f φ A d μ ,
\int^\bullet f \, d\nu = \int^\bullet f \varphi_A \, d\mu ,
∫ ∙ f d ν = ∫ ∙ f φ A d μ ,
也用 ∫ A ∙ f d μ \int_A^\bullet f \, d\mu ∫ A ∙ f d μ (cf. Ch. IV, §5, No. 6) 表示的数量。为了使T T T 的映射g g g 成为空间G G G 是ν \nu ν 可测的,g g g 到A A A 的限制是必要且充分的μ \mu μ -可测量。为了将T T T 的映射f f f 转化为Banach空间F F F 或转化为R ‾ \overline{\mathbf{R}} R 本质上ν \nu ν 可积,f φ A f \varphi_A f φ A 本质上μ \mu μ 可积是必要且充分的,在这种情况下
∫ f d ν = ∫ f φ A d μ ,
\int f \, d\nu = \int f \varphi_A \, d\mu ,
∫ f d ν = ∫ f φ A d μ ,
也表示为 ∫ A f d μ \int_A f \, d\mu ∫ A f d μ 的表达式。 注,如果T T T 的两个映射进入G G G (或F , R ‾ F, \overline{\mathbf{R}} F , R )重合在A A A 上,则其中一个ν \nu ν 可测(或本质上ν \nu ν 可积),另一个是必要且充分的。 如果现在g g g 是映射进入T T T 的任意子集B ⊃ A B \supset A B ⊃ A 的G G G ,则可以说g g g 是μ \mu μ 可测量*在*A A A ,如果任意扩张到T T T g g g 到A A A 的限制是ν \nu ν 可测,相当于说,g g g 到A A A 的限制是μ \mu μ 可测。 将 B B B 的映射 f f f 转化为 Banach 空间 F F F ,或转化为 R ‾ \overline{\mathbf{R}} R ,据说是 本质上 μ \mu μ 可在 * A A A 上积分,如果某些扩张 f ‾ \overline{f} f 到f f f 到A A A 的限制的T T T 本质上是ν \nu ν 可积;一然后集合
∫ A f d μ = ∫ A f ‾ d μ = ∫ f ‾ φ A d μ ,
\int_A f \, d\mu = \int_A \overline{f} \, d\mu = \int \overline{f} \varphi_A \, d\mu,
∫ A f d μ = ∫ A f d μ = ∫ f φ A d μ , 有人说
∫ A f d μ \int_A f \, d\mu ∫ A f d μ 是*
f f f *在*
A A A 上的*整的(或*扩展到*
A A A )。 如果
f f f 是在
B ⊃ A B \supset A B ⊃ A 上定义的数值函数
⩾ 0 \geqslant 0 ⩾ 0 ,则定义与
∫ A ∗ f d μ \int_A^* f \, d\mu ∫ A ∗ f d μ 和
∫ A ∙ f d μ \int_A^\bullet f \, d\mu ∫ A ∙ f d μ 类似。 最后,如果
g g g 到
A A A 的限制的扩张
g ‾ \overline{g} g 到
T T T ,则在
B ⊃ A B \supset A B ⊃ A 上定义的数值函数
g g g 被认为是 * 局部 *
μ \mu μ 可在 *
A A A 上可积的。是局部
ν \nu ν 可积的:这相当于说,对于
T T T 的每个紧凑子集
K K K ,
g ‾ φ K ∩ A \overline{g} \varphi_{K \cap A} g φ K ∩ A 是
μ \mu μ 可积。
引用了 1 引用了 IV § 5. 。可测量函数和集合
4. 乘积相对于通常运算的行为
让*( λ α ) α ∈ A (\lambda_\alpha)_{\alpha \in A} ( λ α ) α ∈ A *成为*T T T 的一系列积极措施,*针对关系*⩽ \leqslant ⩽ ,*承认*M ( T ) \mathscr{M}(T) M ( T ) *最高*λ \lambda λ 。 对于正数函数 g g g 要局部 λ \lambda λ -*可积,必要且充分的是* g g g 局部 λ α \lambda_\alpha λ α -*对于每个* α ∈ A \alpha \in A α ∈ A 可积,并且族 ( g ⋅ λ α ) (g \cdot \lambda_\alpha) ( g ⋅ λ α ) 在 M ( T ) \mathscr{M}(T) M ( T ) 上有界; *在这种情况下,
g ⋅ λ = sup α ∈ A g ⋅ λ α .
g \cdot \lambda = \sup_{\alpha \in A} g \cdot \lambda_\alpha.
g ⋅ λ = α ∈ A sup g ⋅ λ α . 显然条件是必要的。相反,假设
g g g 对于每个测度
λ α \lambda_\alpha λ α 都是局部可积的,并且族
( g ⋅ λ α ) α ∈ A (g \cdot \lambda_\alpha)_{\alpha \in A} ( g ⋅ λ α ) α ∈ A 在上面有界;用
λ ′ \lambda' λ ′ 表示其上界。 函数
g g g 则
λ \lambda λ 可测(§ 1, No. 4,第 11 条命题第 2 条);此外,对于每个函数
h ∈ K + ( T ) h \in \mathscr{K}_+(T) h ∈ K + ( T ) ,
∫ ∙ ( h g ) d λ = sup α ∈ A ∫ ∙ ( h g ) d λ α = sup α ∈ A ∫ ∙ h d ( g ⋅ λ α ) = ∫ ∙ h d λ ′
\int^\bullet (hg) \, d\lambda = \sup_{\alpha \in A} \int^\bullet (hg) \, d\lambda_\alpha = \sup_{\alpha \in A} \int^\bullet h \, d(g \cdot \lambda_\alpha) = \int^\bullet h \, d\lambda'
∫ ∙ ( h g ) d λ = α ∈ A sup ∫ ∙ ( h g ) d λ α = α ∈ A sup ∫ ∙ h d ( g ⋅ λ α ) = ∫ ∙ h d λ ′ (§ 1, No. 4,提案 11)。首先,这意味着第一个成员对于任何
h h h 都是有限的,因此
g g g 是局部
λ \lambda λ 可积的;因此,符号
∫ ∙ \int^\bullet ∫ ∙ 可以替换为
∫ \int ∫ ,并且公式可以写成
∫ h d ( g ⋅ λ ) = ∫ h d λ ′ \int h \, d(g \cdot \lambda) = \int h \, d\lambda' ∫ h d ( g ⋅ λ ) = ∫ h d λ ′ 。接下来是
g ⋅ λ = λ ′ g \cdot \lambda = \lambda' g ⋅ λ = λ ′ ,这样就完成了证明。
引用了 2 · 被以下引用 1 引用了 推论 2, V § 1 , 命题 11, V § 1
被以下引用 命题 5, V § 7
— 假设 μ \mu μ 是 T 上度量族 ( μ α ) α ∈ A (\mu_\alpha)_{\alpha \in A} ( μ α ) α ∈ A 的和。对于在 T 上定义的正数值函数 g 局部 μ \mu μ 可积,g 对每个 α ∈ A \alpha \in A α ∈ A 局部 μ α \mu_\alpha μ α 可积是必要且充分的,并且族 ( g ⋅ μ α ) α ∈ A (g \cdot \mu_\alpha)_{\alpha \in A} ( g ⋅ μ α ) α ∈ A 是可总结的。在这种情况下,
g ⋅ μ = ∑ α ∈ A g ⋅ μ α .
g \cdot \mu = \sum_{\alpha \in A} g \cdot \mu_\alpha.
g ⋅ μ = α ∈ A ∑ g ⋅ μ α .
引用了 1 引用了 IV § 5. 。可测量函数和集合
令( g α ) α ∈ A (g_\alpha)_{\alpha \in A} ( g α ) α ∈ A 为T上定义的μ \mu μ 可测量正函数族。令S α S_\alpha S α 为t ∈ T t \in T t ∈ T 的集合,使得g α ( t ) ≠ 0 g_\alpha(t) \neq 0 g α ( t ) = 0 。如果族 ( S α ) (S_\alpha) ( S α ) 是局部可数的(第 IV, §5, No. 9 章),我们可以说族 ( g α ) (g_\alpha) ( g α ) 是*局部可数的*;这相当于说,对于T中的每个紧集K,α ∈ A \alpha \in A α ∈ A 的集合使得g α ∣ K g_\alpha|K g α ∣ K 不是零是可数的。
— 设( g α ) α ∈ A (g_\alpha)_{\alpha \in A} ( g α ) α ∈ A 是T上定义的局部μ \mu μ 可积正数值函数的局部可数族。在阶中,函数g = ∑ α ∈ A g α g = \sum_{\alpha \in A} g_\alpha g = ∑ α ∈ A g α 是局部μ \mu μ 可积,测度族( g α ⋅ μ ) α ∈ A (g_\alpha \cdot \mu)_{\alpha \in A} ( g α ⋅ μ ) α ∈ A 可求和是必要且充分的,在这种情况下
g ⋅ μ = ∑ α ∈ A g α ⋅ μ .
g \cdot \mu = \sum_{\alpha \in A} g_\alpha \cdot \mu.
g ⋅ μ = α ∈ A ∑ g α ⋅ μ .
引用了 4 · 被以下引用 2 引用了 命题 4(本地化的原理), IV § 5 , 推论 1, IV § 5 , 推论, V § 1 , 定理 2(勒贝格-尼科迪姆)
被以下引用 引理 3 , 推论
很明显,g g g 是 μ \mu μ 可测的(第 IV, §5, No. 2 章,第 4 条命题和 No. 4,第 2 条的 Cor.1)。因此,对于g g g 局部μ \mu μ 可积,μ ∙ ( g f ) \mu^\bullet(gf) μ ∙ ( g f ) 对于每个f ∈ H + ( T ) f \in \mathscr{H}_+(T) f ∈ H + ( T ) 是有限的是必要且充分的。现在,由于α ∈ A \alpha \in A α ∈ A 的集合使得g α f ≠ 0 g_\alpha f \neq 0 g α f = 0 是可数的,我们有μ ∙ ( g f ) = ∑ α ∈ A μ ∙ ( g α f ) \mu^\bullet(gf) = \sum_{\alpha \in A} \mu^\bullet(g_\alpha f) μ ∙ ( g f ) = ∑ α ∈ A μ ∙ ( g α f ) (§1, No. 1,Prop.2的Cor.)。 集合ν α = g α ⋅ μ \nu_\alpha = g_\alpha \cdot \mu ν α = g α ⋅ μ ; 条件 μ ∙ ( g f ) < + ∞ \mu^\bullet(gf) < +\infty μ ∙ ( g f ) < + ∞ 等价于条件 ∑ α ∈ A ν α ( f ) < + ∞ \sum_{\alpha \in A} \nu_\alpha(f) < +\infty ∑ α ∈ A ν α ( f ) < + ∞ :在其他字中,g g g 局部可积 μ \mu μ 当且仅当族 ( ν α ) (\nu_\alpha) ( ν α ) 可求和。将该族的和记为ν \nu ν ,则上述计算得到等式ν ( f ) = μ ∙ ( g f ) \nu(f) = \mu^\bullet(gf) ν ( f ) = μ ∙ ( g f ) ,相当于(8)。
— 令 ( g α ) (g_\alpha) ( g α ) 为局部 μ \mu μ 可积数值函数的序列,使得度量 g n ⋅ μ g_n \cdot \mu g n ⋅ μ 的序列为递增。在阶中,这个序列在T上的实测度有序向量空间M ( T ) \mathscr{M}(T) M ( T ) 中有上界,函数g = sup g n g = \sup g_n g = sup g n 是局部μ \mu μ 可积的充分必要; 序列 ( g n ⋅ μ ) (g_n \cdot \mu) ( g n ⋅ μ ) 中的M ( T ) \mathscr{M}(T) M ( T ) 的上界就是测度g ⋅ μ g \cdot \mu g ⋅ μ 。
引用了 1 · 被以下引用 1 引用了 命题 6
被以下引用 学院
将第 6 条命题应用到函数(几乎所有地方都是局部正数)g n ′ = g n + 1 − g n g'_n = g_{n+1} - g_n g n ′ = g n + 1 − g n 就足够了。
令 g g g 为在 X X X 上定义的正数值函数,可对测度 ν = ∫ λ t d μ ( t ) \nu = \int \lambda_t d\mu(t) ν = ∫ λ t d μ ( t ) 进行局部可积。 t ∈ T t \in T t ∈ T 的集合使得g g g 不是局部λ t \lambda_t λ t 可积,那么对于μ \mu μ ,映射t ↦ g ⋅ λ t t \mapsto g \cdot \lambda_t t ↦ g ⋅ λ t (局部定义μ \mu μ -几乎无处不在)是μ \mu μ -足够的,并且
g ⋅ ν = ∫ ( g ⋅ λ t ) d μ ( t ) .
g \cdot \nu = \int (g \cdot \lambda_t) d\mu(t).
g ⋅ ν = ∫ ( g ⋅ λ t ) d μ ( t ) .
设( K n ) n ∈ N (K_n)_{n \in \mathbf{N}} ( K n ) n ∈ N 为X X X 的紧凑子集的递增序列,其内部覆盖X X X ;如果 η \eta η 是 X X X 上的任何正测度,则说 g g g 是局部 η \eta η 可积的,相当于说 g φ K n g \varphi_{K_n} g φ K n 对于每个 n n n 是 η \eta η 可积的。现在令H n H_n H n 为t ∈ T t \in T t ∈ T 的集合,使得g φ K n g \varphi_{K_n} g φ K n 不可积λ t \lambda_t λ t ,并令H = ⋃ n H n H = \bigcup_n H_n H = ⋃ n H n ;由于H n H_n H n 对于所有n n n (§ 3, No. 3,Th.1)来说在本地μ \mu μ 可以忽略不计,因此H H H 也是如此,它建立了叙述的第一个断言。对于H H H 中的t t t ,替换λ t \lambda_t λ t 除以0(这不是变换度量ν \nu ν ),我们可以假设g g g 对于每个t ∈ T t \in T t ∈ T 是局部λ t \lambda_t λ t 可积的。对于X X X 上定义的每一个ν \nu ν 可测量正函数h h h ,根据§ 3, No. 2的第3条和第5条,我们有,
∫ ∙ h d ( g ⋅ ν ) = ∫ ∙ ( g h ) d ν = ∫ ∙ d μ ( t ) ∫ ∙ ( g h ) d λ t = ∫ ∙ d μ ( t ) ∫ ∙ h d ( g ⋅ λ t ) .
\int^\bullet h d(g \cdot \nu) = \int^\bullet (gh) d\nu = \int^\bullet d\mu(t) \int^\bullet (gh) d\lambda_t = \int^\bullet d\mu(t) \int^\bullet h d(g \cdot \lambda_t).
∫ ∙ h d ( g ⋅ ν ) = ∫ ∙ ( g h ) d ν = ∫ ∙ d μ ( t ) ∫ ∙ ( g h ) d λ t = ∫ ∙ d μ ( t ) ∫ ∙ h d ( g ⋅ λ t ) .
这个公式和§ 3, No. 2的命题5首先表明(在取h ∈ K + ( X ) h \in \mathscr{K}_+(X) h ∈ K + ( X ) 时)映射t ↦ g ⋅ λ t t \mapsto g \cdot \lambda_t t ↦ g ⋅ λ t 本质上是μ \mu μ 可标量可积的,并且它的积分是g ⋅ ν g \cdot \nu g ⋅ ν ;在其他字中,关系 (9) 成立。接下来,让我们通过正测量μ ′ ≤ μ \mu' \leq \mu μ ′ ≤ μ 来计算替换μ \mu μ ,并让我们对h h h 取一个正下半连续函数:从这些关系立即可以得出t ↦ g ⋅ λ t t \mapsto g \cdot \lambda_t t ↦ g ⋅ λ t 是μ \mu μ -充分的(§ 3, No. 1,定义1)。
g 2 ⋅ θ 1 = g 2 ⋅ ( g 1 ⋅ θ ) = ( g 2 g 1 ) ⋅ θ
g_2 \cdot \theta_1 = g_2 \cdot (g_1 \cdot \theta) = (g_2 g_1) \cdot \theta
g 2 ⋅ θ 1 = g 2 ⋅ ( g 1 ⋅ θ ) = ( g 2 g 1 ) ⋅ θ (“结合性公式”)。
根据命题4的推论,说g 2 g_2 g 2 是θ 1 \theta_1 θ 1 可测就相当于说g 2 g 1 g_2 g_1 g 2 g 1 是θ \theta θ 可测。让我们假设这个条件得到满足。对于每个函数 f ∈ K + ( T ) f \in \mathscr{K}_+(T) f ∈ K + ( T ) ,我们有命题 2 和 3,
∫ ∙ ∣ g 2 ∣ f d ∣ θ 1 ∣ = ∫ ∙ ∣ g 2 ∣ f ∣ g 1 ∣ d ∣ θ ∣ = ∫ ∙ ∣ g 2 g 1 ∣ f d ∣ θ ∣ .
\int^\bullet |g_2| f d|\theta_1| = \int^\bullet |g_2| f |g_1| d|\theta| = \int^\bullet |g_2 g_1| f d|\theta|.
∫ ∙ ∣ g 2 ∣ f d ∣ θ 1 ∣ = ∫ ∙ ∣ g 2 ∣ f ∣ g 1 ∣ d ∣ θ ∣ = ∫ ∙ ∣ g 2 g 1 ∣ f d ∣ θ ∣.
因此,说 g 2 g_2 g 2 是局部 θ 1 \theta_1 θ 1 可积的,就等价于说 g 2 g 1 g_2 g_1 g 2 g 1 是局部 θ \theta θ 可积的。假设 Th 满足条件。 1 我们有
∫ f d ( g 2 ⋅ θ 1 ) = ∫ f g 2 d θ 1 = ∫ f g 2 g 1 d θ = ∫ f d ( g 2 g 1 ⋅ θ ) ,
\int f \, d(g_2 \cdot \theta_1) = \int f g_2 \, d\theta_1 = \int f g_2 g_1 \, d\theta = \int f \, d(g_2 g_1 \cdot \theta),
∫ f d ( g 2 ⋅ θ 1 ) = ∫ f g 2 d θ 1 = ∫ f g 2 g 1 d θ = ∫ f d ( g 2 g 1 ⋅ θ ) ,
公式相当于(10)。
5. 刻画措施,基 μ \mu μ
定理 2(勒贝格-尼科迪姆) 092Y
— *令μ \mu μ 和ν \nu ν 为T T T 的两个积极措施。以下属性是等效的:
引用了 3 · 被以下引用 20 引用了 命题 10, V § 1 , 推论 1 , 定理 4
被以下引用 命题 3, IX § 2 , § 5. 。由数值密度定义的度量 , 定义 1 , 引理 3 , 引理 4 , 命题 6 , 推论 1 , 推论 2 , 推论 3 , 推论 4 , 推论 5 , 定理 3(勒贝格) , 定理 4 , 习题 9, § 2 , 命题 1, VI § 2 , 命题 8, VI § 2 , 命题 9, VI § 2 , 注, VII § 1 , 命题 11, VII § 1 , 命题 10, VIII § 3
1) ν \nu ν 是基 μ \mu μ 的度量。 2) 每个局部μ \mu μ -可忽略的集合都是局部ν \nu ν -可忽略 。 3) 每个μ \mu μ -可忽略的紧集都是ν \nu ν -可忽略 。
很明显,1) 意味着 2)(命题 3 的 Cor.1),而 2) 意味着 3)。我们将证明 3) 蕴涵 1)。我们首先注,如果条件 3) 被满足,那么每一个集合A A A 是*普遍可测量的*并且局部μ \mu μ -可忽略的就是局部ν \nu ν -可忽略的;对于,ν ∙ ( A ) = sup ν ( K ) \nu^\bullet(A) = \sup \nu(K) ν ∙ ( A ) = sup ν ( K ) ,其中K K K 超过A A A 中包含的紧集的集合(§ 1, No. 3,第10条,a)和第1章。 IV, § 4, No. 6,科。 2 Th。 4).接下来,我们将建立两个引理。
— 令 α \alpha α 为 T T T 上的有界正测度,β \beta β 为 T T T 上的实测度,使得 ∣ β ∣ ≤ M α |\beta| \leq M \alpha ∣ β ∣ ≤ M α ,其中 M M M 为正常数。那么,存在实数函数u u u 、α \alpha α 可积,使得β = u ⋅ α \beta = u \cdot \alpha β = u ⋅ α 。
被以下引用 1 被以下引用 引理 3
设g g g 为空间L R 2 ( T , α ) \mathscr{L}_\mathbf{R}^2(T, \alpha) L R 2 ( T , α ) 中的元素; g g g 是 β \beta β 可测量的且 ∫ ∙ ∣ g ∣ 2 d ∣ β ∣ ≤ M ∫ ∙ ∣ g ∣ 2 d α < + ∞ \int^\bullet |g|^2 \, d|\beta| \leq M \int^\bullet |g|^2 \, d\alpha < +\infty ∫ ∙ ∣ g ∣ 2 d ∣ β ∣ ≤ M ∫ ∙ ∣ g ∣ 2 d α < + ∞ 。 函数g g g ,因此属于到L 2 ( T , ∣ β ∣ ) \mathscr{L}^2(T, |\beta|) L 2 ( T , ∣ β ∣ ) ,并且也到L 1 ( T , ∣ β ∣ ) \mathscr{L}^1(T, |\beta|) L 1 ( T , ∣ β ∣ ) ,因为β \beta β 是有界的。根据柯西-施瓦茨不等式,
∣ β ( g ) ∣ 2 ≤ ( ∫ ∣ g ∣ d ∣ β ∣ ) 2 ≤ ( ∫ d ∣ β ∣ ) ( ∫ ∣ g ∣ 2 d ∣ β ∣ ) ≤ M 2 α ( 1 ) α ( ∣ g ∣ 2 ) .
|\beta(g)|^2 \leq \left( \int |g| \, d|\beta| \right)^2 \leq \left( \int d|\beta| \right) \left( \int |g|^2 \, d|\beta| \right) \leq M^2 \alpha(1) \, \alpha(|g|^2).
∣ β ( g ) ∣ 2 ≤ ( ∫ ∣ g ∣ d ∣ β ∣ ) 2 ≤ ( ∫ d ∣ β ∣ ) ( ∫ ∣ g ∣ 2 d ∣ β ∣ ) ≤ M 2 α ( 1 ) α ( ∣ g ∣ 2 ) .
因此,映射g ↦ β ( g ) g \mapsto \beta(g) g ↦ β ( g ) 是L 2 ( T , α ) \mathscr{L}^2(T, \alpha) L 2 ( T , α ) 上的连续线性形式。与 L 2 ( T , α ) \mathscr{L}^2(T, \alpha) L 2 ( T , α ) 相关联的 Hausdorff 空间是希尔伯特空间,则存在(TVS,Ch. V, § 1, No. 7,Th. 3)实数函数 u ∈ L 2 ( T , α ) u \in \mathscr{L}^2(T, \alpha) u ∈ L 2 ( T , α ) ,因此也有属于到 L 1 ( T , α ) \mathscr{L}^1(T, \alpha) L 1 ( T , α ) ,这样每 g ∈ L 2 ( T , α ) g \in \mathscr{L}^2(T, \alpha) g ∈ L 2 ( T , α ) β ( g ) = α ( u g ) \beta(g) = \alpha(ug) β ( g ) = α ( ug ) 。 应用这个关系换g ∈ K ( T ) g \in \mathscr{K}(T) g ∈ K ( T ) ,一看就是β = u ⋅ α \beta = u \cdot \alpha β = u ⋅ α 。
— *假设正测度ν \nu ν 使得每个μ \mu μ -可忽略的紧集都是ν \nu ν -可忽略。令 K \mathfrak{K} K 为 T T T 的紧凑子集 K K K 的集合,具有以下性质:
引用了 9 引用了 命题 12, IV § 5 , 命题 7, V § 3 , 引理 1 , 命题 8 , 定理 2(勒贝格-尼科迪姆) , 命题 14, IV § 5 , 引理 2 , 推论 3 , 命题 6
(11) 存在常数M ≥ 0 M \geq 0 M ≥ 0 使得φ K ⋅ ν ≤ M φ K ⋅ μ \varphi_K \cdot \nu \leq M \varphi_K \cdot \mu φ K ⋅ ν ≤ M φ K ⋅ μ 。 那么集合K \mathscr{K} K 在T T T 中是μ \mu μ 密集。
如果K K K 满足(11),并且如果A A A 是包含在K K K 中的Borel集合,则立即从命题8得出φ A ⋅ ν ≤ M φ A ⋅ μ \varphi_A \cdot \nu \leq M \varphi_A \cdot \mu φ A ⋅ ν ≤ M φ A ⋅ μ ;由此,可以推导出K \mathscr{K} K 属于的两个元素K , K ′ K, K' K , K ′ 到K \mathscr{K} K 的并因为φ K ∪ K ′ = φ K + φ A \varphi_{K \cup K'} = \varphi_K + \varphi_A φ K ∪ K ′ = φ K + φ A ,其中A = K ′ ∩ ∁ K A = K' \cap \complement K A = K ′ ∩ ∁ K 。为了建立引理,还需要证明每个紧集L L L 使得μ ( L ) > 0 \mu(L) > 0 μ ( L ) > 0 包含紧集K ∈ K K \in \mathscr{K} K ∈ K 使得μ ( K ) > 0 \mu(K) > 0 μ ( K ) > 0 (第IV, §5, No. 8,第12条)。 选择数 M > ν ( L ) / μ ( L ) M > \nu(L)/\mu(L) M > ν ( L ) / μ ( L ) 并将引理 1 应用于有界正测度 α = φ L ⋅ ( ν + M μ ) \alpha = \varphi_L \cdot (\nu + M \mu) α = φ L ⋅ ( ν + M μ ) 和测度 β = φ L ⋅ ( ν − M μ ) \beta = \varphi_L \cdot (\nu - M \mu) β = φ L ⋅ ( ν − M μ ) 。 替换如果需要函数 u u u 使得β = u ⋅ α \beta = u \cdot \alpha β = u ⋅ α 乘以函数等于它α \alpha α ——几乎在任何地方,我们都可以假设u u u 是普遍可测的(§3, No. 4,第7条)并且零在L L L 。 集合 H H H 的 t ∈ T t \in T t ∈ T 使得 L L L 中包含的 u ( t ) < 0 u(t) < 0 u ( t ) < 0 不能被 μ \mu μ 忽略不计,因为它将是 ν \nu ν 忽略不计(由注在证明开始时制作) Th. 2),因此 α \alpha α 可以忽略不计,并且可以有 β ( L ) > 0 \beta(L) > 0 β ( L ) > 0 ,其中与……矛盾选择为 M M M 。令K K K 为紧集包含在H H H 中,使得μ ( K ) > 0 \mu(K) > 0 μ ( K ) > 0 ;让我们证明K ∈ K K \in \mathscr{K} K ∈ K ,这将建立引理。根据第 8 号提案,
φ K ⋅ ( ν − M μ ) = φ K ⋅ β = φ K ⋅ ( u ⋅ α ) = ( φ K u ) ⋅ α .
\varphi_K \cdot (\nu - M \mu) = \varphi_K \cdot \beta = \varphi_K \cdot (u \cdot \alpha) = (\varphi_K u) \cdot \alpha .
φ K ⋅ ( ν − M μ ) = φ K ⋅ β = φ K ⋅ ( u ⋅ α ) = ( φ K u ) ⋅ α .
函数 φ K u \varphi_K u φ K u 是负数,因此我们确实有 φ K ⋅ ν ≤ M φ K ⋅ μ \varphi_K \cdot \nu \leq M \varphi_K \cdot \mu φ K ⋅ ν ≤ M φ K ⋅ μ 。
现在让我们完成定理 2 的证明。假设条件 3) 已被验证,且定义 K \mathscr{K} K 如引理 3 所示。令 ( K α ) α ∈ A (K_\alpha)_{\alpha \in A} ( K α ) α ∈ A 为成对的不相交的元素的局部可数族K \mathscr{K} K ,使得集合 N = T − ⋃ α ∈ A K α N = T - \bigcup_{\alpha \in A} K_\alpha N = T − ⋃ α ∈ A K α 局部 μ \mu μ 可以忽略不计(第 IV, §5, No. 9,第 14 条命题);家庭( K α ) (K_\alpha) ( K α ) 是局部可数的,N N N 是普遍可测的,因此局部ν \nu ν 可以忽略不计。 集合μ α = φ K α ⋅ μ \mu_\alpha = \varphi_{K_\alpha} \cdot \mu μ α = φ K α ⋅ μ 、ν α = φ K α ⋅ ν \nu_\alpha = \varphi_{K_\alpha} \cdot \nu ν α = φ K α ⋅ ν ;由于函数 φ K α \varphi_{K_\alpha} φ K α 形式是一个局部可数家庭,对于 μ \mu μ 和 ν \nu ν ,其和在局部几乎处处都等于 1,命题 6 意味着 μ = ∑ α ∈ A μ α \mu = \sum_{\alpha \in A} \mu_\alpha μ = ∑ α ∈ A μ α 、ν = ∑ α ∈ A ν α \nu = \sum_{\alpha \in A} \nu_\alpha ν = ∑ α ∈ A ν α 。另一方面,通过K \mathscr{K} K 的定义,对于每个α \alpha α ,都存在一个常数M α M_\alpha M α ,使得ν α ≤ M α μ α \nu_\alpha \leq M_\alpha \mu_\alpha ν α ≤ M α μ α ;因此,引理 2 意味着函数 g α g_\alpha g α 的存在,可以假设它是 K α K_\alpha K α 之外的零并且为正(第 3 条命题的 Cor. 3),这样 ν α = g α ⋅ μ α \nu_\alpha = g_\alpha \cdot \mu_\alpha ν α = g α ⋅ μ α 。因此(No. 4,提案 8)
ν α = g α ⋅ μ α = g α ⋅ ( φ K α ⋅ μ ) = ( g α φ K α ) ⋅ μ = g α ⋅ μ .
\nu_\alpha = g_\alpha \cdot \mu_\alpha = g_\alpha \cdot (\varphi_{K_\alpha} \cdot \mu) = (g_\alpha \varphi_{K_\alpha}) \cdot \mu = g_\alpha \cdot \mu .
ν α = g α ⋅ μ α = g α ⋅ ( φ K α ⋅ μ ) = ( g α φ K α ) ⋅ μ = g α ⋅ μ .
集合g = ∑ α ∈ A g α g = \sum_{\alpha \in A} g_\alpha g = ∑ α ∈ A g α ;由于族 ( g α ) (g_\alpha) ( g α ) 是局部可数的,族 ( ν α ) (\nu_\alpha) ( ν α ) 是可求和的,命题 6 意味着 g g g 是局部 μ \mu μ 可积的,并且 ν = g ⋅ μ \nu = g \cdot \mu ν = g ⋅ μ 建立了定理。
科。提案 2 允许简化为 N \mathscr{N} N 为递增有向集合的情况。对于每一个局部 μ \mu μ 可忽略不计的集合 A A A ,根据 §1, No. 4 的第 11 条提案,
ν ∙ ( A ) = sup λ ∈ N λ ∙ ( A ) = 0.
\nu^\bullet(A) = \sup_{\lambda \in \mathscr{N}} \lambda^\bullet(A) = 0.
ν ∙ ( A ) = λ ∈ N sup λ ∙ ( A ) = 0.
因此,定理 2 意味着ν \nu ν 是基 μ \mu μ 的测度。
— 设ν \nu ν 为T T T 的实测度。在阶中,ν \nu ν 属于到完全格序空间M ( T ) \mathscr{M}(T) M ( T ) (第II, §1, No. 5)中由μ \mu μ 生成的能带,ν \nu ν 是基的测度是必要且充分的μ \mu μ 。
引用了 6 · 被以下引用 3 引用了 II § 1. 。 RIESZ 空间和全格序空间 , 推论, II § 1 , 命题 4, IV § 4 , 推论 , 定理 2(勒贝格-尼科迪姆) , 推论 1
被以下引用 学院 , 命题 10 , 推论 5
在考虑ν + \nu^+ ν + 和ν − \nu^- ν − 时,立即将其简化为积极措施ν \nu ν 的情况(No. 2,Prop.2的Cor.)。那么让我们集合ν n = inf ( n μ , ν ) \nu_n = \inf(n\mu, \nu) ν n = inf ( n μ , ν ) ; ν \nu ν 属于到由 μ \mu μ 生成的带当且仅当 ν = sup n ν n \nu = \sup_n \nu_n ν = sup n ν n (第 II, §1, No. 5 章,第 6 条命题)。现在,ν n \nu_n ν n 以n μ n\mu n μ 为界,是一个以Th为基μ \mu μ 的测度。 2;因此,关系ν = sup n ν n \nu = \sup_n \nu_n ν = sup n ν n 意味着ν \nu ν 是基μ \mu μ 的测度(Cor.1)。相反,假设 ν \nu ν 是基 μ \mu μ : ν = g ⋅ μ \nu = g \cdot \mu ν = g ⋅ μ 的测度,其中 g g g 是局部 μ \mu μ 可积且为正值。然后ν n = inf ( g , n ) ⋅ μ \nu_n = \inf(g, n) \cdot \mu ν n = inf ( g , n ) ⋅ μ (第2条命题的Cor.),并且立即从勒贝格的定理(第IV, §4, No. 3章,第4条命题)得出ν = sup n ν n \nu = \sup_n \nu_n ν = sup n ν n 。
— 令 θ \theta θ 为复杂测度;存在普遍可测的函数v v v ,以及∣ v ∣ = 1 |v| = 1 ∣ v ∣ = 1 ,使得θ = v ⋅ ∣ θ ∣ \theta = v \cdot |\theta| θ = v ⋅ ∣ θ ∣ ,∣ θ ∣ = v ‾ ⋅ θ |\theta| = \overline{v} \cdot \theta ∣ θ ∣ = v ⋅ θ 。
引用了 6 · 被以下引用 8 引用了 III § 1. 。局部紧凑措施空间 , 命题 7, V § 3 , 命题 2 , 推论 2 , 命题 8 , 定理 2(勒贝格-尼科迪姆)
被以下引用 例 , 学院 , 推论 3 , 推论 4 , 定理 3(勒贝格) , 定理 4 , 推论 3, V § 7 , 定义 6, VI § 2
写θ = θ 1 − θ 2 + i ( θ 3 − θ 4 ) \theta = \theta_1 - \theta_2 + i(\theta_3 - \theta_4) θ = θ 1 − θ 2 + i ( θ 3 − θ 4 ) ,其中θ 1 = ( ℜ θ ) + \theta_1 = (\Re \theta)^+ θ 1 = ( ℜ θ ) + ,θ 2 = ( ℜ θ ) − \theta_2 = (\Re \theta)^- θ 2 = ( ℜ θ ) − ,θ 3 = ( ℑ θ ) + \theta_3 = (\Im \theta)^+ θ 3 = ( ℑ θ ) + ,θ 4 = ( ℑ θ ) − \theta_4 = (\Im \theta)^- θ 4 = ( ℑ θ ) − ;正测度 θ i \theta_i θ i (i = 1 , 2 , 3 , 4 i = 1, 2, 3, 4 i = 1 , 2 , 3 , 4 ),以 ∣ θ ∣ |\theta| ∣ θ ∣ (第 III, §1, No. 6, 公式 (17)) 为界,是基 ∣ θ ∣ |\theta| ∣ θ ∣ 定理 2 的测度。因此,存在局部 ∣ θ ∣ |\theta| ∣ θ ∣ 可积函数v v v 使得θ = v ⋅ ∣ θ ∣ \theta = v \cdot |\theta| θ = v ⋅ ∣ θ ∣ 。 命题 2 然后产生关系 ∣ θ ∣ = ∣ v ∣ ⋅ ∣ θ ∣ |\theta| = |v| \cdot |\theta| ∣ θ ∣ = ∣ v ∣ ⋅ ∣ θ ∣ ,这意味着 ∣ v ∣ = 1 |v| = 1 ∣ v ∣ = 1 局部∣ θ ∣ |\theta| ∣ θ ∣ ——几乎无处不在(第 3 条的 Cor. 2)。最后,根据第 8 号提案,v ‾ ⋅ θ = ( v v ‾ ) ⋅ ∣ θ ∣ = ∣ θ ∣ \overline{v} \cdot \theta = (v \overline{v}) \cdot |\theta| = |\theta| v ⋅ θ = ( v v ) ⋅ ∣ θ ∣ = ∣ θ ∣ 。由于函数v v v 仅定义为局部∣ θ ∣ |\theta| ∣ θ ∣ 可忽略的函数,因此可以假设v v v 是普遍可测的(§3, No. 4,第7条),并且∣ v ∣ = 1 |v| = 1 ∣ v ∣ = 1 无处不在。
— 令 ρ \rho ρ 和 θ \theta θ 为两个复数度量。在阶中,存在局部θ \theta θ 可积函数u u u 使得ρ = u ⋅ θ \rho = u \cdot \theta ρ = u ⋅ θ ,每个θ \theta θ 可忽略的紧集是ρ \rho ρ 可忽略的是充分必要的。
引用了 3 引用了 命题 8 , 定理 2(勒贝格-尼科迪姆) , 推论 3
条件显然是必要的。相反,假设每个θ \theta θ -可忽略的紧集都是ρ \rho ρ -可忽略; 定理 2 意味着存在局部∣ θ ∣ |\theta| ∣ θ ∣ 可积函数g g g ,使得∣ ρ ∣ = g ⋅ ∣ θ ∣ |\rho| = g \cdot |\theta| ∣ ρ ∣ = g ⋅ ∣ θ ∣ 。另一方面,科。 3 意味着存在函数 v 1 v_1 v 1 (分别为 v 2 v_2 v 2 )、绝对值值 1 以及可测量的度量 ∣ ρ ∣ |\rho| ∣ ρ ∣ (分别为 θ \theta θ ),使得 ρ = v 1 ⋅ ∣ ρ ∣ \rho = v_1 \cdot |\rho| ρ = v 1 ⋅ ∣ ρ ∣ (分别为 ∣ θ ∣ = v 2 ‾ ⋅ θ |\theta| = \overline{v_2} \cdot \theta ∣ θ ∣ = v 2 ⋅ θ )。然后,根据第 8 条命题,ρ = u ⋅ θ \rho = u \cdot \theta ρ = u ⋅ θ 与 u = v 1 g v 2 ‾ u = v_1 g \overline{v_2} u = v 1 g v 2 。
4) 对于每个ν \nu ν 可积数值函数f ≥ 0 f \geq 0 f ≥ 0 和每个数ε > 0 \varepsilon > 0 ε > 0 ,都存在一个δ > 0 \delta > 0 δ > 0 ,使得关系0 ≤ h ≤ f 0 \leq h \leq f 0 ≤ h ≤ f 和∫ ∗ h d μ ≤ δ \int^* h \, d\mu \leq \delta ∫ ∗ h d μ ≤ δ 隐含∫ ∗ h d ν < ε \int^* h \, d\nu < \varepsilon ∫ ∗ h d ν < ε 。
5) 对于每个函数g ∈ K + ( T ) g \in \mathscr{K}_+(\mathrm{T}) g ∈ K + ( T ) 和每个数ε > 0 \varepsilon > 0 ε > 0 ,都存在一个δ > 0 \delta > 0 δ > 0 ,这样,对于上面由g g g 和满足∫ h d μ ≤ δ \int h \, d\mu \leq \delta ∫ h d μ ≤ δ 界定的每个h ∈ K + ( T ) h \in \mathscr{K}_+(\mathrm{T}) h ∈ K + ( T ) ,都有∫ h d ν ≤ ε \int h \, d\nu \leq \varepsilon ∫ h d ν ≤ ε 。
6) 对于每个紧集K ⊂ T K \subset \mathrm{T} K ⊂ T 和每个数ε > 0 \varepsilon > 0 ε > 0 ,都存在一个δ > 0 \delta > 0 δ > 0 ,使得关系A ⊂ K A \subset K A ⊂ K 和μ ∗ ( A ) ≤ δ \mu^*(A) \leq \delta μ ∗ ( A ) ≤ δ 隐含ν ∗ ( A ) ≤ ε \nu^*(A) \leq \varepsilon ν ∗ ( A ) ≤ ε 。
4) ⇒ \Rightarrow ⇒ 6) ⇒ \Rightarrow ⇒ 3) 的含义是显而易见的。
假设存在有限的函数k ≥ 0 k \geq 0 k ≥ 0 ,普遍可测且局部μ \mu μ 可积,使得ν = k ⋅ μ \nu = k \cdot \mu ν = k ⋅ μ ,让我们证明满足条件4)。令f f f 为ν \nu ν 可积函数≥ 0 \geq 0 ≥ 0 ,并令ε > 0 \varepsilon > 0 ε > 0 。对于每个整数n ≥ 0 n \geq 0 n ≥ 0 ,令A n A_n A n 为t ∈ T t \in \mathrm{T} t ∈ T 的集合,使得k ( t ) ≥ n k(t) \geq n k ( t ) ≥ n 。 函数 f φ A n f \varphi_{A_n} f φ A n 形式递减序列,以f f f 为界并逐点趋于0,因此存在N N N 使得∫ f φ A N d ν ≤ ε / 2 \int f \varphi_{A_N} \, d\nu \leq \varepsilon/2 ∫ f φ A N d ν ≤ ε /2 (第IV, §4, No. 3,第4条)。如果h h h 在T \mathrm{T} T 满足0 ≤ h ≤ f 0 \leq h \leq f 0 ≤ h ≤ f 和∫ ∗ h d μ ≤ ε / 2 N \int^* h \, d\mu \leq \varepsilon/2N ∫ ∗ h d μ ≤ ε /2 N 上是函数,那么
ν ∗ ( h ) ≤ ν ∗ ( h φ A N ) + ν ∗ ( h ( 1 − φ A N ) )
\nu^*(h) \leq \nu^*(h \varphi_{A_N}) + \nu^*(h(1 - \varphi_{A_N}))
ν ∗ ( h ) ≤ ν ∗ ( h φ A N ) + ν ∗ ( h ( 1 − φ A N ))
≤ ν ∗ ( f φ A N ) + μ ∗ ( h ( 1 − φ A N ) k )
\leq \nu^*(f \varphi_{A_N}) + \mu^*(h(1 - \varphi_{A_N})k)
≤ ν ∗ ( f φ A N ) + μ ∗ ( h ( 1 − φ A N ) k )
≤ ε 2 + N μ ∗ ( h ) ≤ ε .
\leq \frac{\varepsilon}{2} + N \mu^*(h) \leq \varepsilon.
≤ 2 ε + N μ ∗ ( h ) ≤ ε .
由此我们证明了条件4)和6)等价于Th的条件。 2.
显然,4)暗示着5)。最后,如果满足条件 5),则 ν \nu ν 属于到由 μ \mu μ 生成的带(第 II, §2, No. 2,命题 5),因此有基 μ \mu μ (Cor. 2)。
条件显然是必要的。相反,假设∥ θ ∥ = ∫ d θ \| \theta \| = \int d\theta ∥ θ ∥ = ∫ d θ ,并用v v v 表示绝对值1的∣ θ ∣ |\theta| ∣ θ ∣ 可测量函数,使得θ = v ⋅ ∣ θ ∣ \theta = v \cdot |\theta| θ = v ⋅ ∣ θ ∣ 。由于∥ θ ∥ = ∫ d ∣ θ ∣ \| \theta \| = \int d|\theta| ∥ θ ∥ = ∫ d ∣ θ ∣ (第IV, §4, No. 7章,第12条命题)和∫ d θ = ∫ v ⋅ d ∣ θ ∣ \int d\theta = \int v \cdot d|\theta| ∫ d θ = ∫ v ⋅ d ∣ θ ∣ (第1章),假设意味着∫ ( 1 − v ) d ∣ θ ∣ = 0 \int (1 - v) \, d|\theta| = 0 ∫ ( 1 − v ) d ∣ θ ∣ = 0 ,因此也意味着∫ R ( 1 − v ) d ∣ θ ∣ = 0 \int \mathscr{R}(1 - v) \, d|\theta| = 0 ∫ R ( 1 − v ) d ∣ θ ∣ = 0 。 函数R ( 1 − v ) \mathscr{R}(1 - v) R ( 1 − v ) 为正,因此零几乎无处不在,这意味着v = 1 v = 1 v = 1 几乎无处不在并完成证明。
6. 等效措施
令μ \mu μ 和ν \nu ν 为T上的两个正测度。以下条件是等价的: a) 局部可忽略的集合对于μ \mu μ 和ν \nu ν 是相同的。 b) M ( T ) \mathscr{M}(T) M ( T ) 中μ \mu μ 和ν \nu ν 生成的能带是相同的。 c) 一个有ν = g ⋅ μ \nu = g \cdot \mu ν = g ⋅ μ ,其中g g g 在本地μ \mu μ 可积,而g ( t ) > 0 g(t) > 0 g ( t ) > 0 在μ \mu μ 几乎任何地方都可积。
引用了 4 · 被以下引用 3 引用了 命题 3 , 推论 2 , 命题 8 , 推论 2
被以下引用 定义 3 , 定理 2, VI § 3 , 定理 4, VI § 3
条件 a) 和 b) 由 Cor 等价。 2 Th。 2 个No. 5。如果满足,则ν = g ⋅ μ \nu = g \cdot \mu ν = g ⋅ μ 和μ = h ⋅ ν \mu = h \cdot \nu μ = h ⋅ ν ,其中g g g (分别h h h )为正,且对于μ \mu μ (分别ν \nu ν )可局部积分。因此(No. 4,命题 8)h g hg h g 是局部μ \mu μ 可积且μ = ( h g ) ⋅ μ \mu = (hg) \cdot \mu μ = ( h g ) ⋅ μ 。由此可见(No. 3,第 3 条命题的 Cor.2),对于 μ \mu μ ,h g hg h g 几乎在任何地方都等于 1,因此对于 μ \mu μ ,g ( t ) > 0 g(t) > 0 g ( t ) > 0 和 h ( t ) = 1 / g ( t ) h(t) = 1/g(t) h ( t ) = 1/ g ( t ) 几乎在任何地方都等于 1。相反,假设 ν = g ⋅ μ \nu = g \cdot \mu ν = g ⋅ μ 和 g ( t ) > 0 g(t) > 0 g ( t ) > 0 局部几乎处处都是 μ \mu μ ;
因为 ( 1 / g ) g (1/g)g ( 1/ g ) g 几乎在任何地方都被局部定义并且是局部 μ \mu μ 可积的,1 / g 1/g 1/ g 是局部 ν \nu ν 可积的并且( 1 / g ) ⋅ ν = μ (1/g) \cdot \nu = \mu ( 1/ g ) ⋅ ν = μ (No. 4,第 8 条)。
如果提案 10 的措施 ∣ θ ∣ |\theta| ∣ θ ∣ 和 ∣ θ ′ ∣ |\theta'| ∣ θ ′ ∣ 满足条件 a)、b)、c),则称局部紧凑空间 T T T 上的两个复杂措施 θ , θ ′ \theta, \theta' θ , θ ′ 是等效的。
引用了 1 · 被以下引用 1 引用了 命题 10
被以下引用 命题 12
因而,为了使θ \theta θ 和θ ′ \theta' θ ′ 等价,∣ θ ∣ |\theta| ∣ θ ∣ 和∣ θ ′ ∣ |\theta'| ∣ θ ′ ∣ 等价是充分必要的。
令 μ \mu μ 为 T T T 的正测度。如果 T T T 在无穷大处可数,则存在连续函数 h h h ,使得 h ( t ) > 0 h(t) > 0 h ( t ) > 0 对于所有 t ∈ T t \in T t ∈ T 且测度 ν = h ⋅ μ \nu = h \cdot \mu ν = h ⋅ μ (相当于 μ \mu μ )有界。
引用了 3 · 被以下引用 5 引用了 引理 1, III § 1 , 命题 13, IV § 1 , 命题 3
被以下引用 习题 4, § 5 , 命题 1, VI § 3 , 定理 2, VI § 3 , 定理 3, VI § 3 , 定理 4, VI § 3
令( K n ) (K_n) ( K n ) 为紧集的序列,形成T T T 的覆盖,并且对于每个n n n ,令f n f_n f n 为H ( T ) \mathscr{H}(T) H ( T ) 中的函数,使得0 ≤ f n ≤ 1 0 \leq f_n \leq 1 0 ≤ f n ≤ 1 和f n ( t ) = 1 f_n(t) = 1 f n ( t ) = 1 在K n K_n K n (第III, §1, No. 2、引理1)。令( a n ) (a_n) ( a n ) 为数> 0 > 0 > 0 中的序列,使得∑ n a n < + ∞ \sum_n a_n < +\infty ∑ n a n < + ∞ ; 级数h = ∑ n a n f n h = \sum_n a_n f_n h = ∑ n a n f n 通常会收敛于T T T ,因而h h h 是T T T 上的连续函数,使得h ( t ) > 0 h(t) > 0 h ( t ) > 0 对于所有t ∈ T t \in T t ∈ T ,通过构造。 设定 ν = h ⋅ μ \nu = h \cdot \mu ν = h ⋅ μ ,则我们有(第 3 条命题和第 IV, §1, No. 3 章,第 13 条命题)
ν ∗ ( 1 ) = ∫ ∗ h d μ ≤ ∑ n a n ∫ f n d μ .
\nu^*(1) = \int^* h \, d\mu \leq \sum_n a_n \int f_n \, d\mu .
ν ∗ ( 1 ) = ∫ ∗ h d μ ≤ n ∑ a n ∫ f n d μ .
当∫ f n d μ > 1 \int f_n \, d\mu > 1 ∫ f n d μ > 1 时取例a n = 2 − n ( ∫ f n d μ ) − 1 a_n = 2^{-n} (\int f_n \, d\mu)^{-1} a n = 2 − n ( ∫ f n d μ ) − 1 ,否则取a n = 2 − n a_n = 2^{-n} a n = 2 − n ,我们有∑ n a n < + ∞ \sum_n a_n < +\infty ∑ n a n < + ∞ 和ν ∗ ( 1 ) < + ∞ \nu^*(1) < +\infty ν ∗ ( 1 ) < + ∞ ,这证明了命题。
令( μ n ) (\mu_n) ( μ n ) 为T T T 上有界正测度的序列;在T T T 上存在有界正测度μ \mu μ ,使得关系μ ∗ ( N ) = 0 \mu^*(N) = 0 μ ∗ ( N ) = 0 等价于每个n n n »的μ n ∗ ( N ) = 0 \mu_n^*(N) = 0 μ n ∗ ( N ) = 0 ;每个措施μ n \mu_n μ n 都有基μ \mu μ 。此外,如果μ ′ \mu' μ ′ 是具有性质的T T T 的第二个积极措施,则μ \mu μ 和μ ′ \mu' μ ′ 是等价的。
引用了 3 引用了 定义 3 , 推论 2, V § 1 , 推论 2, V § 2
叙述的最后一个部分立即从 Def 开始。 3. 为了证明μ \mu μ 的存在,我们可以限制为对于每个n n n 都有μ n ≠ 0 \mu_n \neq 0 μ n = 0 ;然后,度量族μ n / 2 n ∥ μ n ∥ \mu_n / 2^n \| \mu_n \| μ n / 2 n ∥ μ n ∥ 可在M ( T ) \mathscr{M}(T) M ( T ) 中求和,并且其和μ \mu μ 使得∥ μ ∥ ≤ 1 \| \mu \| \leq 1 ∥ μ ∥ ≤ 1 。此外,由于μ n ≤ 2 n ∥ μ n ∥ ⋅ μ \mu_n \leq 2^n \| \mu_n \| \cdot \mu μ n ≤ 2 n ∥ μ n ∥ ⋅ μ ,关系μ ( N ) = 0 \mu(N) = 0 μ ( N ) = 0 意味着μ n ( N ) = 0 \mu_n(N) = 0 μ n ( N ) = 0 对于所有n n n ;相反,如果N N N 是集合,对于所有μ n \mu_n μ n 来说可以忽略不计,那么对于μ \mu μ 来说,它在局部可以忽略不计
(§2, No. 2,第 1 条命题的 Cor.2),因此 μ \mu μ 可忽略不计,因为 μ \mu μ 有界(§1, No. 2,第 7 条命题的 Cor.2)。
7. 外国人措施
给定 T T T 上的两个实测度 ρ , σ \rho, \sigma ρ , σ ,回想一下,如果 M ( T ) \mathscr{M}(T) M ( T ) 中的 inf ( ∣ ρ ∣ , ∣ σ ∣ ) = 0 \inf(|\rho|, |\sigma|) = 0 inf ( ∣ ρ ∣ , ∣ σ ∣ ) = 0 (第 II, §1, No. 1),则ρ \rho ρ 和 σ \sigma σ 被认为是(彼此)陌生的。与给定度量不同的实际度量已知为形式频带(Ch. II, §1, No. 5,Th. 1)。此定义可以立即扩展到复杂措施的情况。
有人说,T T T 上的复杂测度θ \theta θ 集中在T T T 的子集M M M 上,或者M M M 携带θ \theta θ ,如果C M \mathbf{C}M C M 对于θ \theta θ 局部可忽略不计。
被以下引用 2 被以下引用 命题 5, VI § 1 , 定理 1, VI § 3
当且仅当集合M M M 携带θ \theta θ 时,它携带∣ θ ∣ |\theta| ∣ θ ∣ 。相当于说M M M 携带θ \theta θ ,或者M M M 是θ \theta θ 可测且θ = φ M ⋅ θ \theta = \varphi_M \cdot \theta θ = φ M ⋅ θ 。如果θ \theta θ 集中在M M M ,则基∣ θ ∣ |\theta| ∣ θ ∣ 的每个小节都集中在M M M 。
集合μ = ∣ ρ ∣ \mu = |\rho| μ = ∣ ρ ∣ 、ν = ∣ σ ∣ \nu = |\sigma| ν = ∣ σ ∣ 、λ = μ + ν \lambda = \mu + \nu λ = μ + ν ;由于μ \mu μ 和ν \nu ν 以上由λ \lambda λ 为界,因此存在两个局部λ \lambda λ 可积函数u u u 和v v v (可以假设其可以由§3, No. 4,第7条命题普遍测量),使得μ = u ⋅ λ \mu = u \cdot \lambda μ = u ⋅ λ ,ν = v ⋅ λ \nu = v \cdot \lambda ν = v ⋅ λ 。然后
inf ( ∣ ρ ∣ , ∣ σ ∣ ) = inf ( μ , ν ) = inf ( u , v ) ⋅ λ
\inf(|\rho|, |\sigma|) = \inf(\mu, \nu) = \inf(u, v) \cdot \lambda
inf ( ∣ ρ ∣ , ∣ σ ∣ ) = inf ( μ , ν ) = inf ( u , v ) ⋅ λ
(No. 2,Cor. of Prop. 2)。令A A A (分别为B B B )为t ∈ T t \in T t ∈ T 的集合,使得u ( t ) > 0 u(t) > 0 u ( t ) > 0 和v ( t ) = 0 v(t) = 0 v ( t ) = 0 (分别为u ( t ) = 0 u(t) = 0 u ( t ) = 0 和v ( t ) > 0 v(t) > 0 v ( t ) > 0 )。如果ρ \rho ρ 和σ \sigma σ 是外来的,那么inf ( u , v ) = 0 \inf(u, v) = 0 inf ( u , v ) = 0 在本地λ \lambda λ -几乎无处不在(No. 3,第3号命题的Cor.2),因此不相交的普遍可测集合A A A 和B B B 携带分别为μ \mu μ 和ν \nu ν 。相反,假设μ \mu μ 和ν \nu ν 分别由不相交的、集合、R R R 和S S S 携带; φ R \varphi_R φ R 可测量μ = u ⋅ λ \mu = u \cdot \lambda μ = u ⋅ λ 和 μ = φ R ⋅ μ \mu = \varphi_R \cdot \mu μ = φ R ⋅ μ 。根据No. 4第8条,函数u ′ = u φ R u' = u \varphi_R u ′ = u φ R 是λ \lambda λ 可测量的,并且μ = u ′ ⋅ λ \mu = u' \cdot \lambda μ = u ′ ⋅ λ 。类似地,如果v ′ = v φ S v' = v \varphi_S v ′ = v φ S 则ν = v ′ ⋅ λ \nu = v' \cdot \lambda ν = v ′ ⋅ λ ;一个结论,通过评论inf ( u ′ , v ′ ) = 0 \inf(u', v') = 0 inf ( u ′ , v ′ ) = 0 (No. 2,Prop.2的Cor.)。
必须注意不要混淆支持ν \nu ν 措施的概念和集中ν \nu ν 的集合。 ν \nu ν 的支撑 S 是最小的闭合集合承载 ν \nu ν (第 III, § 2, No. 2,第 2 章和第 IV, §2, No. 2,第 5 章)。然而,可能存在 S 的子集与 S 不同并带有 ν \nu ν 。更一般地,对于具有相同支持的两项积极措施μ \mu μ 和ν \nu ν ,可以拥有inf ( μ , ν ) = 0 \inf(\mu, \nu) = 0 inf ( μ , ν ) = 0 (示例5)。
注还有,集合携带ν \nu ν 的交是点t ∈ T t \in T t ∈ T 的集合,使得∣ ν ∣ ( { t } ) > 0 |\nu|(\{t\}) > 0 ∣ ν ∣ ({ t }) > 0 ,并且它可以是空的(对于例,在勒贝格测度的情况下);因此,一般不存在最小的集合携带ν \nu ν 。
— 令ρ \rho ρ 和σ \sigma σ 为两个外来复测度,并令ρ ′ \rho' ρ ′ 和σ ′ \sigma' σ ′ 分别为允许相对于ρ \rho ρ 和σ \sigma σ 的密度的两个复测度;那么ρ ′ \rho' ρ ′ 和σ ′ \sigma' σ ′ 是外星人。
被以下引用 1 被以下引用 定理 3(勒贝格)
— 设ρ \rho ρ 和σ \sigma σ 为两个外来复测度;然后∣ ρ + σ ∣ = ∣ ρ ∣ + ∣ σ ∣ |\rho + \sigma| = |\rho| + |\sigma| ∣ ρ + σ ∣ = ∣ ρ ∣ + ∣ σ ∣ 。
引用了 3 · 被以下引用 1 引用了 命题 13 , 命题 2 , 推论 3
被以下引用 命题 15
用v v v (分别w w w )表示绝对值值 1 的普遍可测函数,使得ρ = v ⋅ ∣ ρ ∣ \rho = v \cdot |\rho| ρ = v ⋅ ∣ ρ ∣ (分别σ = w ⋅ ∣ σ ∣ \sigma = w \cdot |\sigma| σ = w ⋅ ∣ σ ∣ )(第2条的Cor.3),并用A表示普遍可测集合, ρ \rho ρ ,使得B = C A B = \mathbf{C}A B = C A 携带σ \sigma σ (提案13);然后还有ρ + σ = ( v φ A + w φ B ) ⋅ ( ∣ ρ ∣ + ∣ σ ∣ ) \rho + \sigma = (v \varphi_A + w \varphi_B) \cdot (|\rho| + |\sigma|) ρ + σ = ( v φ A + w φ B ) ⋅ ( ∣ ρ ∣ + ∣ σ ∣ ) 。由于函数 v φ A + w φ B v \varphi_A + w \varphi_B v φ A + w φ B 的绝对值值等于 1,因此由命题 2 得出推论。
定理 3(勒贝格) 093K
— T 上的每个复杂测度 θ \theta θ 都可以用一种且仅一种方式写成形式 θ = g ⋅ μ + θ ′ \theta = g \cdot \mu + \theta' θ = g ⋅ μ + θ ′ ,其中 g g g 是局部 μ \mu μ 可积的,θ ′ \theta' θ ′ 是与 μ \mu μ 不同的测度。然后∣ θ ∣ = ∣ g ∣ ⋅ μ + ∣ θ ′ ∣ |\theta| = |g| \cdot \mu + |\theta'| ∣ θ ∣ = ∣ g ∣ ⋅ μ + ∣ θ ′ ∣ 。
引用了 7 · 被以下引用 2 引用了 定理 1(F.里斯), II § 1 , 推论 2 , 命题 2 , 推论 3 , 命题 8 , 定理 2(勒贝格-尼科迪姆) , 推论 3
被以下引用 习题 9, § 6 , 习题 18, § 8
当 θ \theta θ 为正时,这立即从 F. Riesz (Ch. II, §1, No. 5, Th. 1) 的定理得出,应用于 T 上实际测量的完全晶格有序空间 M ( T ) \mathscr{M}(T) M ( T ) ,以及在考虑到 Cor 的情况下,应用于此空间中由 μ \mu μ 生成的带。 No. 5 中的 2 个,Th。 2;此外,θ ′ \theta' θ ′ 和g ⋅ μ g \cdot \mu g ⋅ μ 则为正,这意味着g g g 局部为正μ \mu μ ——几乎无处不在(第3条的Cor.3)。为了处理θ \theta θ 不是正数的情况,集合ν = ∣ θ ∣ \nu = |\theta| ν = ∣ θ ∣ 、ν = f ⋅ μ + ν ′ \nu = f \cdot \mu + \nu' ν = f ⋅ μ + ν ′ (其中f f f 是正数,并且ν ′ \nu' ν ′ 和μ \mu μ 互不相容)和θ = v ⋅ ν \theta = v \cdot \nu θ = v ⋅ ν ,其中v v v 是普遍可测的绝对值 1 的函数(第 2 条的 Cor. 3)。然后我们有(命题8)θ = g ⋅ μ + θ ′ \theta = g \cdot \mu + \theta' θ = g ⋅ μ + θ ′ ,以及g = v f g = v f g = v f (因此∣ g ∣ = f |g| = f ∣ g ∣ = f )和θ ′ = v ⋅ ν ′ \theta' = v \cdot \nu' θ ′ = v ⋅ ν ′ (因此命题2的∣ θ ′ ∣ = ν ′ |\theta'| = \nu' ∣ θ ′ ∣ = ν ′ ); Cor. 措施θ ′ \theta' θ ′ 和μ \mu μ 是互不相容的。提案 13 的 2。只需建立唯一性或分解。因此,假设θ = g ⋅ μ + θ ′ = g 1 ⋅ μ + θ 1 ′ \theta = g \cdot \mu + \theta' = g_1 \cdot \mu + \theta'_1 θ = g ⋅ μ + θ ′ = g 1 ⋅ μ + θ 1 ′ ,其中θ ′ \theta' θ ′ 和θ 1 ′ \theta'_1 θ 1 ′ 与μ \mu μ 不相容; ∣ θ ′ − θ 1 ′ ∣ |\theta' - \theta'_1| ∣ θ ′ − θ 1 ′ ∣ 的边界为 ∣ θ ′ ∣ + ∣ θ 1 ′ ∣ |\theta'| + |\theta'_1| ∣ θ ′ ∣ + ∣ θ 1 ′ ∣ ,因此 θ ′ − θ 1 ′ \theta' - \theta'_1 θ ′ − θ 1 ′ 与 μ \mu μ 不相容,因此也与 ( g 1 − g ) ⋅ μ (g_1 - g) \cdot \mu ( g 1 − g ) ⋅ μ 不相容。 关系θ ′ − θ 1 ′ = ( g 1 − g ) ⋅ μ \theta' - \theta'_1 = (g_1 - g) \cdot \mu θ ′ − θ 1 ′ = ( g 1 − g ) ⋅ μ 则意味着两个成员是零,从而证明了唯一性。
回想一下(No. 5、Th.2 和 Scholium),空间 L l o c 1 ( T , μ ; C ) L^1_{loc}(T, \mu; \mathbf{C}) L l oc 1 ( T , μ ; C ) 可以(通过映射 g ↦ g ⋅ μ g \mapsto g \cdot \mu g ↦ g ⋅ μ )与子空间或 M C ( T ) \mathscr{M}_\mathbf{C}(T) M C ( T ) 一起识别。根据此约定,定理 3 采用以下形式:
— *在空间 L loc 1 ( T , μ ; C ) L^1_{\text{loc}}(T, \mu; \mathbf{C}) L loc 1 ( T , μ ; C ) 上存在空间 M C ( T ) \mathscr{M}_\mathbf{C}(T) M C ( T ) 的投影算子 p,其核 p ‾ − 1 ( 0 ) \overline{p}^{-1}(0) p − 1 ( 0 ) 是集合与 μ \mu μ 不同的复杂测度,使得
∣ θ ∣ = ∣ p ( θ ) ∣ + ∣ θ − p ( θ ) ∣ , p ( ∣ θ ∣ ) = ∣ p ( θ ) ∣
|\theta| = |p(\theta)| + |\theta - p(\theta)|,\quad p(|\theta|) = |p(\theta)|
∣ θ ∣ = ∣ p ( θ ) ∣ + ∣ θ − p ( θ ) ∣ , p ( ∣ θ ∣ ) = ∣ p ( θ ) ∣
对于每一个复杂的测量θ \theta θ 。
如果 p p p 被限制为集合有界度量,则可将空间 M C 1 ( T ) \mathscr{M}_\mathbf{C}^1(T) M C 1 ( T ) 中的投影算子 p 1 p^1 p 1 扩展到空间 L C 1 ( T , μ ) L^1_\mathbf{C}(T, \mu) L C 1 ( T , μ ) ; 关系 ∥ θ ∥ = ∣ θ ∣ ( 1 ) \| \theta \| = |\theta|(1) ∥ θ ∥ = ∣ θ ∣ ( 1 ) 意味着∥ θ ∥ = ∥ p 1 ( θ ) ∥ + ∥ θ − p 1 ( θ ) ∥ \| \theta \| = \| p^1(\theta) \| + \| \theta - p^1(\theta) \| ∥ θ ∥ = ∥ p 1 ( θ ) ∥ + ∥ θ − p 1 ( θ ) ∥ 对于每个有界复数测度 θ \theta θ 。
8. 应用:I。 空间 L p L^p L p 的对偶性
我们在这里只处理真实的空间L p L^p L p 的情况。
回想一下,两个数 p , q p, q p , q 使得 1 ≤ p ≤ + ∞ 1 \leq p \leq +\infty 1 ≤ p ≤ + ∞ 、1 ≤ q ≤ + ∞ 1 \leq q \leq +\infty 1 ≤ q ≤ + ∞ 、1 / p + 1 / q = 1 1/p + 1/q = 1 1/ p + 1/ q = 1 被称为 共轭指数 (第 IV, §6, No. 4 章)。每函数 g ∈ L q g \in \mathscr{L}^q g ∈ L q 定义 L p L^p L p 上的连续线性形式 θ g \theta_g θ g ,通过经过与 L p \mathscr{L}^p L p 上以线性形式 f ↦ ∫ f g d μ f \mapsto \int fg\,d\mu f ↦ ∫ f g d μ 开始的商获得,且有N q ( g ) = ∥ θ g ∥ N_q(g) = \| \theta_g \| N q ( g ) = ∥ θ g ∥ (第 IV, §6, No. 4 章,第 3 号提案的Cor.)。 经过到商,因此从映射 g ↦ θ g g \mapsto \theta_g g ↦ θ g 推导出L q L^q L q 的等距线性映射 φ \varphi φ 到L p L^p L p 的对偶( L p ) ′ (L^p)' ( L p ) ′ 。我们将证明,对于 1 ≤ p < + ∞ 1 \leq p < +\infty 1 ≤ p < + ∞ ,φ \varphi φ 映射 L q L^q L q 到 ( L p ) ′ (L^p)' ( L p ) ′ ,这样我们今后就可以将认同 Banach 空间 L q L^q L q 与 Banach 空间 ( L p ) ′ (L^p)' ( L p ) ′ 通过同构φ \varphi φ 。其他项中所述:
— *令 p 和 q 为两个共轭指数,使得 1 ≤ p < + ∞ 1 \leq p < +\infty 1 ≤ p < + ∞ 。 L p ( T , μ ) \mathscr{L}^p(T, \mu) L p ( T , μ ) 上的每个连续线性形式都是型f ↦ ∫ f g d μ f \mapsto \int fg\,d\mu f ↦ ∫ f g d μ ,其中g是L q ( T , μ ) \mathscr{L}^q(T, \mu) L q ( T , μ ) 中的函数,而L q L^q L q 中的类是明确定义的。
引用了 6 · 被以下引用 4 引用了 定义 2, III § 1 , III § 1. 。局部紧凑措施空间 , 定理 2(勒贝格-尼科迪姆) , IV § 6. 。凸性不等式 , 命题 9, V § 1 , 推论 3
被以下引用 定理 2(勒贝格-尼科迪姆) , 例, VI § 2 , 命题 12, VI § 2 , 推论 1, VI § 2
令θ \theta θ 为L p \mathscr{L}^p L p 上连续的线性形式;因而,对于每个函数f ∈ L p f \in \mathscr{L}^p f ∈ L p ,存在数a ≥ 0 a \geq 0 a ≥ 0 这样的∣ θ ( f ) ∣ ≤ a ⋅ N p ( f ) |\theta(f)| \leq a \cdot N_p(f) ∣ θ ( f ) ∣ ≤ a ⋅ N p ( f ) 。 Consider the restriction of θ \theta θ to the space K ( T ) \mathscr{K}(T) K ( T ) of continuous functions with compact support: for every compact subset K of T and every function f ∈ K ( T , K ) f \in \mathscr{K}(T, K) f ∈ K ( T , K ) (the space of continuous functions with compact support contained in K), one has N p ( f ) ≤ ( μ ( K ) ) 1 / p ∥ f ∥ N_p(f) \leq (\mu(K))^{1/p} \| f \| N p ( f ) ≤ ( μ ( K ) ) 1/ p ∥ f ∥ ; therefore the topology induced on K ( T , K ) \mathscr{K}(T, K) K ( T , K ) by that of L p \mathscr{L}^p L p is coarser than the topology of uniform convergence, and the restriction of θ \theta θ to each K ( T , K ) \mathscr{K}(T, K) K ( T , K ) is consequently continuous for the latter topology. 这意味着 θ \theta θ 到 K ( T ) \mathscr{K}(T) K ( T ) 的限制是*实际度量* ν \nu ν (第 1 章) III, §1, No. 3,默认。 2)。
让我们证明对于 K ( T ) \mathscr{K}(T) K ( T ) 中的每个函数 f f f ,∣ ν ∣ ( ∣ f ∣ ) ≤ a ⋅ N p ( f ) |\nu|(|f|) \leq a \cdot N_p(f) ∣ ν ∣ ( ∣ f ∣ ) ≤ a ⋅ N p ( f ) 。只要证明公式对于f ≥ 0 f \geq 0 f ≥ 0 就足够了。现在,对于K ( T ) \mathscr{K}(T) K ( T ) 中的每个函数ψ \psi ψ 使得∣ ψ ∣ ≤ f |\psi| \leq f ∣ ψ ∣ ≤ f ,我们有
∣ ν ( ψ ) ∣ ≤ a ⋅ N p ( ψ ) ≤ a ⋅ N p ( f ) ;
|\nu(\psi)| \leq a \cdot N_p(\psi) \leq a \cdot N_p(f);
∣ ν ( ψ ) ∣ ≤ a ⋅ N p ( ψ ) ≤ a ⋅ N p ( f ) ; 我们的断言源自第1章中给出的度量的绝对值的表达式。 III, §1, No. 6、公式 (12)。 关系
∣ ν ∣ ( ∣ f ∣ ) ≤ a ( μ ( ∣ f ∣ p ) ) 1 / p |\nu|(|f|) \leq a (\mu(|f|^p))^{1/p} ∣ ν ∣ ( ∣ f ∣ ) ≤ a ( μ ( ∣ f ∣ p ) ) 1/ p 扩展立即针对
f f f 是紧集的特征函数的情况,通过通向下包络线的方式,然后暗示每个
μ \mu μ -可忽略的紧集是
ν \nu ν -可忽略的,因而
ν \nu ν 是一个度量*与基*
μ \mu μ (No. 5, Th. 2)。
因而,存在一个局部 μ \mu μ 可积正函数 h 1 h_1 h 1 ,使得对于每个函数 f ∈ K ( T ) f \in \mathscr{K}(T) f ∈ K ( T ) 都有 ∣ ν ∣ ( f ) = ∫ f h 1 d μ |\nu|(f) = \int f h_1 d\mu ∣ ν ∣ ( f ) = ∫ f h 1 d μ 。让我们证明h 1 h_1 h 1 在局部几乎处处都等于L q \mathscr{L}^q L q 中的函数。如果K ( T ) \mathscr{K}(T) K ( T ) 中的函数f ≥ 0 f \geq 0 f ≥ 0 使得N p ( f ) ≤ 1 N_p(f) \leq 1 N p ( f ) ≤ 1 ,则∫ f h 1 d μ = ∣ ν ∣ ( f ) ≤ a \int f h_1 d\mu = |\nu|(f) \leq a ∫ f h 1 d μ = ∣ ν ∣ ( f ) ≤ a 。对于具有紧凑支持的 T 的每个连续映射 f 0 f_0 f 0 到[ 0 , 1 ] [0,1] [ 0 , 1 ] ,因此我们有 sup ∫ ( f 0 h 1 ) f d μ ≤ a \sup \int (f_0 h_1) f d\mu \leq a sup ∫ ( f 0 h 1 ) f d μ ≤ a ,因为 f f f 在 K ( T ) \mathscr{K}(T) K ( T ) 中运行超过函数 ≥ 0 \geq 0 ≥ 0 的集合,从而得到 N p ( f ) ≤ 1 N_p(f) \leq 1 N p ( f ) ≤ 1 。由此推断,通过第 1 章的公式 (11)。 IV, §6, No. 4,那个N q ( f 0 h 1 ) ≤ a N_q(f_0 h_1) \leq a N q ( f 0 h 1 ) ≤ a 。由此可见,当 K 时,sup K N q ( φ K h 1 ) ≤ a \sup_{K} N_q(\varphi_K h_1) \leq a sup K N q ( φ K h 1 ) ≤ a 会超过 T 的紧凑子集的集合,这证明了我们的断言(§1,命题 9)。
令 v v v 为绝对值 1 的普遍可测(实数)函数,使得 ν = v ⋅ ∣ ν ∣ \nu = v \cdot |\nu| ν = v ⋅ ∣ ν ∣ (Th. 2 的 Cor. 3)并令 g = v h 1 g = v h_1 g = v h 1 ;然后ν = g ⋅ μ \nu = g \cdot \mu ν = g ⋅ μ ,g g g 属于到L q \mathscr{L}^q L q 。对于每个函数 f ∈ K ( T ) f \in \mathscr{K}(T) f ∈ K ( T ) ,我们有 θ ( f ) = ν ( f ) = ∫ f g d μ \theta(f) = \nu(f) = \int f g d\mu θ ( f ) = ν ( f ) = ∫ f g d μ 。其他字中,K ( T ) \mathscr{K}(T) K ( T ) 上连续的线性形式θ \theta θ 和θ g \theta_g θ g 重合;因而,它们在 L p \mathscr{L}^p L p 上相等,因为 K ( T ) \mathscr{K}(T) K ( T ) 在 L p \mathscr{L}^p L p 中是稠密的,这完成了证明。
— *对于每个数 p 使得 1 < p < + ∞ 1 < p < +\infty 1 < p < + ∞ ,Banach 空间 L p ( T , μ ) L^p(T, \mu) L p ( T , μ ) 是自反的。
一般来说,L ∞ L^\infty L ∞ 的对偶与L 1 L^1 L 1 不同构,因而L 1 L^1 L 1 和L ∞ L^\infty L ∞ 不是自反的(Exer.10)。我们将描述 L ∞ L^\infty L ∞ 上的连续线性形式,通过商的传递,从 L ∞ \mathscr{L}^\infty L ∞ 上的线性形式 g ↦ ∫ f g d μ g \mapsto \int f g d\mu g ↦ ∫ f g d μ 产生,其中 g ∈ L 1 g \in \mathscr{L}^1 g ∈ L 1 。
有序的向量空间 L ∞ ( T , μ ) L^\infty(T, \mu) L ∞ ( T , μ ) ,即 L l o c 1 ( T , μ ) L^1_{loc}(T, \mu) L l oc 1 ( T , μ ) 的子空间,是*完全格序的*;因为,如果( f α ) (f_\alpha) ( f α ) 是L ∞ \mathscr{L}^\infty L ∞ 中的正函数族,其类( f ˙ α ) (\dot{f}_\alpha) ( f ˙ α ) 的集合在L ∞ L^\infty L ∞ 的上方有界,则存在a ≥ 0 a \geq 0 a ≥ 0 使得N ∞ ( f α ) ≤ a N_\infty(f_\alpha) \leq a N ∞ ( f α ) ≤ a 对于所有α \alpha α 。由于 L l o c 1 ( T , μ ) L^1_{loc}(T, \mu) L l oc 1 ( T , μ ) 是完全格序的,( f ˙ α ) (\dot{f}_\alpha) ( f ˙ α ) 族在L l o c 1 ( T , μ ) L^1_{loc}(T, \mu) L l oc 1 ( T , μ ) 中承认一个上等h ˙ \dot{h} h ˙ ;但由于每一个α \alpha α 都有a ˙ ≥ f ˙ α \dot{a} \geq \dot{f}_\alpha a ˙ ≥ f ˙ α ,我们有h ˙ ≤ a ˙ \dot{h} \leq \dot{a} h ˙ ≤ a ˙ ,因而N ∞ ( h ) ≤ a N_\infty(h) \leq a N ∞ ( h ) ≤ a ,从而我们的断言。
— 在阶中,L ∞ \mathscr{L}^\infty L ∞ 上的正线性形式θ \theta θ 为型f ↦ ∫ f g d μ f \mapsto \int f g d\mu f ↦ ∫ f g d μ ,其中g ∈ L 1 g \in \mathscr{L}^1 g ∈ L 1 ,有充分必要 ,*对于每个递增定向家庭( f α ) α ∈ A (f_\alpha)_{\alpha \in A} ( f α ) α ∈ A 的正函数 L ∞ \mathscr{L}^\infty L ∞ ,其类( f ˙ α ) α ∈ A (\dot{f}_\alpha)_{\alpha \in A} ( f ˙ α ) α ∈ A 的集合在L ∞ L^\infty L ∞ 上界,并承认h ˙ \dot{h} h ˙ 为其空间中的上等,有
θ ( h ) = sup α ∈ A θ ( f α ) .
\theta(h) = \sup_{\alpha \in A} \theta(f_\alpha).
θ ( h ) = α ∈ A sup θ ( f α ) .
引用了 1 · 被以下引用 2 引用了 II § 2. 。 线性形式在 RIESZ 空间
被以下引用 习题 12, § 5 , 引理 4
让我们首先证明条件是必要的。测度h ⋅ μ h \cdot \mu h ⋅ μ 是测度f α ⋅ μ f_\alpha \cdot \mu f α ⋅ μ (No. 5,Scholium)的集合在M ( T ) \mathscr{M}(T) M ( T ) 中的至高;因此(第II, §2, No. 2),对于K ( T ) \mathscr{K}(T) K ( T ) 中的每个函数φ ≥ 0 \varphi \geq 0 φ ≥ 0 ,我们有∫ h φ d μ = sup α ∈ A ∫ f α φ d μ \int h \varphi \, d\mu = \sup_{\alpha \in A} \int f_\alpha \varphi \, d\mu ∫ h φ d μ = sup α ∈ A ∫ f α φ d μ 。如果现在a a a 是数≥ 0 \geq 0 ≥ 0 ,使得N ∞ ( f α ) ≤ a N_\infty(f_\alpha) \leq a N ∞ ( f α ) ≤ a 对于所有α ∈ A \alpha \in A α ∈ A (这意味着N ∞ ( h ) ≤ a N_\infty(h) \leq a N ∞ ( h ) ≤ a ),那么对于每个ε > 0 \varepsilon > 0 ε > 0 ,都存在一个φ ∈ K ( T ) \varphi \in \mathscr{K}(T) φ ∈ K ( T ) ,使得φ ≥ 0 \varphi \geq 0 φ ≥ 0 和N 1 ( g − φ ) ≤ ε N_1(g - \varphi) \leq \varepsilon N 1 ( g − φ ) ≤ ε ,从中我们推断∫ f α ∣ g − φ ∣ d μ ≤ a ε \int f_\alpha |g - \varphi| \, d\mu \leq a \varepsilon ∫ f α ∣ g − φ ∣ d μ ≤ a ε 适用于所有 α ∈ A \alpha \in A α ∈ A 和 ∫ h ∣ g − φ ∣ d μ ≤ a ε \int h |g - \varphi| \, d\mu \leq a \varepsilon ∫ h ∣ g − φ ∣ d μ ≤ a ε 。从sup α ∈ A ∫ f α g d μ ≤ ∫ h g d μ \sup_{\alpha \in A} \int f_\alpha g \, d\mu \leq \int h g \, d\mu sup α ∈ A ∫ f α g d μ ≤ ∫ h g d μ 开始,这就证明了这个不等式的两个成员是相等的。
为了确定条件就足够了,我们将使用以下引理:
1° *令 f f f 为T T T 上的下半连续且有界正函数。那么L ∞ L^\infty L ∞ 中的类f ˙ \dot{f} f ˙ 是类φ ˙ \dot{\varphi} φ ˙ 的集合的上确界,其中φ \varphi φ 超过K ( T ) \mathscr{K}(T) K ( T ) 中的函数的集合,使得0 ≤ φ ≤ f 0 \leq \varphi \leq f 0 ≤ φ ≤ f .
引用了 5 引用了 定义 1, IV § 1 , 定义 3, IV § 1 , 推论 , 命题 14 , 定理 2(勒贝格-尼科迪姆)
2° 令 f f f 为 T T T 上可测量且有界的正函数。那么L ∞ L^\infty L ∞ 中的类f ˙ \dot{f} f ˙ 是类ψ ˙ \dot{\psi} ψ ˙ 的集合的下确界,其中ψ \psi ψ 越过下半连续的集合并且在T T T 上有界函数为≥ f \geq f ≥ f .
1° 设 L ∞ \mathscr{L}^\infty L ∞ 中的 f ′ f' f ′ 为函数,使得 f ˙ ′ \dot{f}' f ˙ ′ 为函数 φ \varphi φ 的类 φ ˙ \dot{\varphi} φ ˙ 集合 L ∞ L^\infty L ∞ 中的上界K ( T ) \mathscr{K}(T) K ( T ) 使得0 ≤ φ ≤ f 0 \leq \varphi \leq f 0 ≤ φ ≤ f ;显然f ˙ ′ ≤ f ˙ \dot{f}' \leq \dot{f} f ˙ ′ ≤ f ˙ 。令U U U 为T T T 的相对紧凑的开子集;对于 K ( T ) \mathscr{K}(T) K ( T ) 中的每一个函数 h h h ,使得 0 ≤ h ≤ f φ U 0 \leq h \leq f \varphi_U 0 ≤ h ≤ f φ U 到定义,本地几乎所有地方都有 h ( t ) ≤ f ′ ( t ) h(t) \leq f'(t) h ( t ) ≤ f ′ ( t ) ,因此几乎所有地方都有 h ( t ) ≤ f ′ ( t ) φ U ( t ) h(t) \leq f'(t) \varphi_U(t) h ( t ) ≤ f ′ ( t ) φ U ( t ) ;由此可见∫ h d μ ≤ ∫ f ′ φ U d μ \int h \, d\mu \leq \int f' \varphi_U \, d\mu ∫ h d μ ≤ ∫ f ′ φ U d μ 。然而,由于f φ U f \varphi_U f φ U 是下半连续的,∫ f φ U d μ = sup ∫ h d μ \int f \varphi_U \, d\mu = \sup \int h \, d\mu ∫ f φ U d μ = sup ∫ h d μ ,其中h h h 在K ( T ) \mathscr{K}(T) K ( T ) 中超过函数的集合,使得0 ≤ h ≤ f φ U 0 \leq h \leq f \varphi_U 0 ≤ h ≤ f φ U (第IV, §1, No. 1,定义1);因此
∫ f φ U d μ ≤ ∫ f ′ φ U d μ ,
\int f \varphi_U \, d\mu \leq \int f' \varphi_U \, d\mu,
∫ f φ U d μ ≤ ∫ f ′ φ U d μ ,
并且由于 f ′ φ U ≤ f φ U f' \varphi_U \leq f \varphi_U f ′ φ U ≤ f φ U 几乎无处不在,必然 f φ U = f ′ φ U f \varphi_U = f' \varphi_U f φ U = f ′ φ U 几乎无处不在,从而 f = f ′ f = f' f = f ′ 局部几乎无处不在。
2° 设f ′ f' f ′ 为L ∞ \mathscr{L}^\infty L ∞ 中的函数,使得f ˙ ′ \dot{f}' f ˙ ′ 为有界下半连续函数ψ \psi ψ 的类ψ ˙ \dot{\psi} ψ ˙ 的集合L ∞ L^\infty L ∞ 中的下确界,并且≥ f \geq f ≥ f ;然后f ˙ ′ ≥ f ˙ \dot{f}' \geq \dot{f} f ˙ ′ ≥ f ˙ 。设K K K 是T T T 的紧子集;对于每个有界的下半连续函数h h h 和≥ f φ K \geq f \varphi_K ≥ f φ K ,令h ‾ \overline{h} h 为函数等于K K K 上的h h h 以及T − K T - K T − K 上的∥ f ∥ + ∥ h ∥ \|f\| + \|h\| ∥ f ∥ + ∥ h ∥ 。那么 h ‾ \overline{h} h 是下半连续的,≥ f \geq f ≥ f ,因此几乎处处局部都有定义 h ‾ ( t ) ≥ f ′ ( t ) \overline{h}(t) \geq f'(t) h ( t ) ≥ f ′ ( t ) ;由此可见,h ( t ) ≥ f ′ ( t ) φ K ( t ) h(t) \geq f'(t)\varphi_K(t) h ( t ) ≥ f ′ ( t ) φ K ( t ) 几乎无处不在,从而∫ h d μ ≥ ∫ f ′ φ K d μ \int h d\mu \geq \int f'\varphi_K d\mu ∫ h d μ ≥ ∫ f ′ φ K d μ 。但是 ∫ f φ K d μ = inf ∫ h d μ \int f\varphi_K d\mu = \inf \int h d\mu ∫ f φ K d μ = inf ∫ h d μ ,其中 h h h 超过有界的下半连续函数的集合和 ≥ f φ K \geq f\varphi_K ≥ f φ K (第 IV, §1, No. 3,定义 3);因此
∫ f φ K d μ ≥ ∫ f ′ φ K d μ ,
\int f\varphi_K d\mu \geq \int f'\varphi_K d\mu,
∫ f φ K d μ ≥ ∫ f ′ φ K d μ ,
由于 f φ K ≤ f ′ φ K f\varphi_K \leq f'\varphi_K f φ K ≤ f ′ φ K 几乎无处不在,必然 f φ K = f ′ φ K f\varphi_K = f'\varphi_K f φ K = f ′ φ K 几乎无处不在,从而 f = f ′ f = f' f = f ′ 局部几乎无处不在。
引理已被证明,令θ \theta θ 为第14条命题叙述中L ∞ \mathscr{L}^\infty L ∞ 满足条件的正线性形式。θ \theta θ 到空间K ( T ) \mathscr{K}(T) K ( T ) 的限制是对T T T 采取积极措施ν \nu ν 。我们将证明,对于每一个正函数 f ∈ L ∞ ( T , μ ) f \in \mathscr{L}^\infty(T, \mu) f ∈ L ∞ ( T , μ ) ,都有 θ ( f ) = ν ∗ ( f ) \theta(f) = \nu^*(f) θ ( f ) = ν ∗ ( f ) 。首先假设 f f f 是下半连续(且有界);通过引理 4,f f f 是类φ ˙ \dot{\varphi} φ ˙ 的递增有向集合的上等,其中φ \varphi φ 在K ( T ) \mathscr{K}(T) K ( T ) 中超过函数的有向集合Φ \Phi Φ ,这样那个0 ≤ φ ≤ f 0 \leq \varphi \leq f 0 ≤ φ ≤ f 。由于假设θ ( f ) = sup φ ∈ Φ θ ( φ ) \theta(f) = \sup_{\varphi \in \Phi} \theta(\varphi) θ ( f ) = sup φ ∈ Φ θ ( φ ) 和ν ∗ ( f ) = sup φ ∈ Φ ν ( φ ) \nu^*(f) = \sup_{\varphi \in \Phi} \nu(\varphi) ν ∗ ( f ) = sup φ ∈ Φ ν ( φ ) 定义,我们的断言在这种情况下得到了证明。其次,假设f f f 是μ \mu μ 可测且有界;然后,通过定义,ν ∗ ( f ) = inf ψ ∈ Ψ ν ∗ ( ψ ) \nu^*(f) = \inf_{\psi \in \Psi} \nu^*(\psi) ν ∗ ( f ) = inf ψ ∈ Ψ ν ∗ ( ψ ) ,其中ψ \psi ψ 运行在有界的下半连续函数和≥ f \geq f ≥ f 的递减有向集合Ψ \Psi Ψ 上。如果a ≥ ∥ f ∥ a \geq \|f\| a ≥ ∥ f ∥ 则,叙述应用假设到函数a − ψ a - \psi a − ψ 类递增有向集合,其中ψ ∈ Ψ \psi \in \Psi ψ ∈ Ψ 和ψ ≤ a \psi \leq a ψ ≤ a ,可见,凭借引理,即θ ( f ) = inf ψ ∈ Ψ θ ( ψ ) \theta(f) = \inf_{\psi \in \Psi} \theta(\psi) θ ( f ) = inf ψ ∈ Ψ θ ( ψ ) ,因此确实是θ ( f ) = ν ∗ ( f ) \theta(f) = \nu^*(f) θ ( f ) = ν ∗ ( f ) 。特别是,对于每个μ \mu μ -可忽略的函数f ≥ 0 f \geq 0 f ≥ 0 ,一个人有θ ( f ) = 0 \theta(f) = 0 θ ( f ) = 0 ,因而ν ∗ ( f ) = 0 \nu^*(f) = 0 ν ∗ ( f ) = 0 ,因而(No. 5,Th.2)ν \nu ν 是一个度量*与基*μ \mu μ ;此外,ν ∗ ( 1 ) = θ ( 1 ) < + ∞ \nu^*(1) = \theta(1) < +\infty ν ∗ ( 1 ) = θ ( 1 ) < + ∞ ,因而(Th.1的Cor.)ν = g ⋅ μ \nu = g \cdot \mu ν = g ⋅ μ 与g ∈ L 1 ( T , μ ) g \in \mathscr{L}^1(T, \mu) g ∈ L 1 ( T , μ ) 。最后,由于每个μ \mu μ 可测函数都是ν \nu ν 可测,因此每个正函数f ∈ L ∞ ( T , μ ) f \in \mathscr{L}^\infty(T, \mu) f ∈ L ∞ ( T , μ ) 都是ν \nu ν 可积和∫ f g d μ = ν ∗ ( f ) = θ ( f ) \int fg d\mu = \nu^*(f) = \theta(f) ∫ f g d μ = ν ∗ ( f ) = θ ( f ) ,从而完成证明。
第 14 号提案中的一个结论型 f ↦ ∫ f g d μ f \mapsto \int fg d\mu f ↦ ∫ f g d μ 的 L ∞ \mathscr{L}^\infty L ∞ 上的线性形式,其中 g ∈ L 1 g \in \mathscr{L}^1 g ∈ L 1 ,是差 θ 1 − θ 2 \theta_1 - \theta_2 θ 1 − θ 2 ,其中 θ 1 \theta_1 θ 1 和 θ 2 \theta_2 θ 2 为正线性形式提案 14 的满足条件。
9. 应用:II。 函数措施
令 μ 1 , μ 2 , … , μ n \mu_1, \mu_2, \ldots, \mu_n μ 1 , μ 2 , … , μ n 为 T 上的实测度,并令 u ( x 1 , … , x n ) u(x_1, \ldots, x_n) u ( x 1 , … , x n ) 为有限数值函数,在 R n \mathbf{R}^n R n 上定义,且为正齐次,即 (Ch. I, §1, No. 1),使得
u ( α x 1 , … , α x n ) = α u ( x 1 , … , x n )
u(\alpha x_1, \ldots, \alpha x_n) = \alpha u(x_1, \ldots, x_n)
u ( α x 1 , … , α x n ) = α u ( x 1 , … , x n )
对于每个标量α ⩾ 0 \alpha \geqslant 0 α ⩾ 0 。 T 上存在正向测度 λ \lambda λ ,使得 1 ⩽ i ⩽ n 1 \leqslant i \leqslant n 1 ⩽ i ⩽ n 具有∣ μ i ∣ ⩽ λ |\mu_i| \leqslant \lambda ∣ μ i ∣ ⩽ λ (对于例、和 ∑ i = 1 n ∣ μ i ∣ \sum_{i=1}^n |\mu_i| ∑ i = 1 n ∣ μ i ∣ )。令 λ \lambda λ 和 λ ′ \lambda' λ ′ 为 T 上的两个此类测度。可以写为 μ i = f i ⋅ λ = f i ′ ⋅ λ ′ \mu_i = f_i \cdot \lambda = f'_i \cdot \lambda' μ i = f i ⋅ λ = f i ′ ⋅ λ ′ ,其中 f i f_i f i (分别为 f i ′ f'_i f i ′ )是可测的,并且本质上有界于测度 λ \lambda λ (分别为 λ ′ \lambda' λ ′ )(No. 5,Th.2)。我们将建立以下结果:*在阶中,数值函数u ( f 1 , … , f n ) u(f_1, \ldots, f_n) u ( f 1 , … , f n ) 对于λ \lambda λ 可局部可积,函数u ( f 1 ′ , … , f n ′ ) u(f'_1, \ldots, f'_n) u ( f 1 ′ , … , f n ′ ) 对于λ ′ \lambda' λ ′ 可局部可积是必要且充分的,在这种情况下*
u ( f 1 , … , f n ) ⋅ λ = u ( f 1 ′ , … , f n ′ ) ⋅ λ ′ .
u(f_1, \ldots, f_n) \cdot \lambda = u(f'_1, \ldots, f'_n) \cdot \lambda'.
u ( f 1 , … , f n ) ⋅ λ = u ( f 1 ′ , … , f n ′ ) ⋅ λ ′ .
从∣ μ i ∣ ⩽ inf ( λ , λ ′ ) |\mu_i| \leqslant \inf(\lambda, \lambda') ∣ μ i ∣ ⩽ inf ( λ , λ ′ ) 开始,我们可以将自己限制在λ ⩽ λ ′ \lambda \leqslant \lambda' λ ⩽ λ ′ 的情况。然后λ = g ⋅ λ ′ \lambda = g \cdot \lambda' λ = g ⋅ λ ′ ,其中g g g 是λ ′ \lambda' λ ′ 可测量的函数,使得0 ⩽ g ⩽ 1 0 \leqslant g \leqslant 1 0 ⩽ g ⩽ 1 (No. 5,Th.2); 从而(No. 4,提案 8)
μ i = f i ⋅ ( g ⋅ λ ′ ) = ( f i g ) ⋅ λ ′ ;
\mu_i = f_i \cdot (g \cdot \lambda') = (f_i g) \cdot \lambda';
μ i = f i ⋅ ( g ⋅ λ ′ ) = ( f i g ) ⋅ λ ′ ;
由此可见(No. 3,第 3 条命题第 2 条),对于 λ ′ \lambda' λ ′ ,f i g f_i g f i g 几乎在任何地方都等于 f i ′ f'_i f i ′ 。因而,根据 (12),
u ( f 1 ′ , … , f n ′ ) = u ( f 1 g , … , f n g ) = u ( f 1 , … , f n ) g
u(f'_1, \ldots, f'_n) = u(f_1 g, \ldots, f_n g) = u(f_1, \ldots, f_n) g
u ( f 1 ′ , … , f n ′ ) = u ( f 1 g , … , f n g ) = u ( f 1 , … , f n ) g
当地几乎所有地方都只需λ ′ \lambda' λ ′ 。在阶中,u ( f 1 ′ , … , f n ′ ) u(f'_1, \ldots, f'_n) u ( f 1 ′ , … , f n ′ ) 是λ ′ \lambda' λ ′ 局部可积的,因而,u ( f 1 , … , f n ) g u(f_1, \ldots, f_n) g u ( f 1 , … , f n ) g 对于 λ ′ \lambda' λ ′ 是局部可积的,因而(No. 4,命题 8)u ( f 1 , … , f n ) u(f_1, \ldots, f_n) u ( f 1 , … , f n ) 对于 λ \lambda λ 是局部可积的;然后(No. 4,提案 8)
u ( f 1 ′ , … , f n ′ ) ⋅ λ ′ = ( u ( f 1 , … , f n ) g ) ⋅ λ ′ = u ( f 1 , … , f n ) ⋅ λ .
u(f'_1, \ldots, f'_n) \cdot \lambda' = (u(f_1, \ldots, f_n) g) \cdot \lambda' = u(f_1, \ldots, f_n) \cdot \lambda.
u ( f 1 ′ , … , f n ′ ) ⋅ λ ′ = ( u ( f 1 , … , f n ) g ) ⋅ λ ′ = u ( f 1 , … , f n ) ⋅ λ .
因而,测度u ( f 1 , … , f n ) ⋅ λ u(f_1, \ldots, f_n) \cdot \lambda u ( f 1 , … , f n ) ⋅ λ 仅取决于测度μ 1 , … , μ n \mu_1, \ldots, \mu_n μ 1 , … , μ n 和函数u u u ;它也表示为u ( μ 1 , … , μ n ) u(\mu_1, \ldots, \mu_n) u ( μ 1 , … , μ n ) 。因而,每当 u u u 是正齐次函数时,就定义该测度,使得对于所有 ∣ μ i ∣ |\mu_i| ∣ μ i ∣ 的正测度 λ \lambda λ 即上界,u ( f 1 , … , f n ) u(f_1, \ldots, f_n) u ( f 1 , … , f n ) 是局部 λ \lambda λ 可积的,其中 f i f_i f i 表示密度 μ i \mu_i μ i 相对于λ \lambda λ 。 注当 u u u 是正齐次且*连续*时,条件得到满足:对于,则有
∣ u ( x 1 , … , x n ) ∣ ≤ a ( ∣ x 1 ∣ + ∣ x 2 ∣ + ⋯ + ∣ x n ∣ )
|u(x_1, \ldots, x_n)| \leq a(|x_1| + |x_2| + \cdots + |x_n|)
∣ u ( x 1 , … , x n ) ∣ ≤ a ( ∣ x 1 ∣ + ∣ x 2 ∣ + ⋯ + ∣ x n ∣ ) (*u* 的边界在 ( 0 , … , 0 ) (0, \ldots, 0) ( 0 , … , 0 ) 的足够小的邻域内),并且由于 u ( f 1 , … , f n ) u(f_1, \ldots, f_n) u ( f 1 , … , f n ) 是 λ \lambda λ 可测的(章节 IV, §5, No. 3,Th. 1),因此根据可积性准则,它是局部 λ \lambda λ 可积的(章节 IV, §5, No. 6,Th. 5)。
令u 1 , … , u p u_1, \ldots, u_p u 1 , … , u p 是在R n \mathbf{R}^n R n 上定义的正齐次数值函数,使得p p p 函数g k = u k ( f 1 , … , f n ) g_k = u_k(f_1, \ldots, f_n) g k = u k ( f 1 , … , f n ) ( 1 ≤ k ≤ p ) (1 \leq k \leq p) ( 1 ≤ k ≤ p ) 是局部λ \lambda λ 可积的。令 v v v 为在 R p \mathbf{R}^p R p 上定义的正齐次数值函数,使得 v ( g 1 , … , g p ) v(g_1, \ldots, g_p) v ( g 1 , … , g p ) 是局部 λ \lambda λ 可积的。 集合
w ( x 1 , … , x n ) = v ( u 1 ( x 1 , … , x n ) , … , u p ( x 1 , … , x n ) ) .
w(x_1, \ldots, x_n) = v(u_1(x_1, \ldots, x_n), \ldots, u_p(x_1, \ldots, x_n)).
w ( x 1 , … , x n ) = v ( u 1 ( x 1 , … , x n ) , … , u p ( x 1 , … , x n )) . 那么,函数w w w 是正齐次的,w ( f 1 , … , f n ) w(f_1, \ldots, f_n) w ( f 1 , … , f n ) 是局部λ \lambda λ 可积的,并且通过定义, w ( μ 1 , … , μ n ) = v ( u 1 ( μ 1 , … , μ n ) , … , u p ( μ 1 , … , μ n ) ) .
w(\mu_1, \ldots, \mu_n) = v(u_1(\mu_1, \ldots, \mu_n), \ldots, u_p(\mu_1, \ldots, \mu_n)).
w ( μ 1 , … , μ n ) = v ( u 1 ( μ 1 , … , μ n ) , … , u p ( μ 1 , … , μ n )) .
在函数x + , x − , ∣ x ∣ , x + y , inf ( x , y ) , sup ( x , y ) x^+, x^-, |x|, x+y, \inf(x, y), \sup(x, y) x + , x − , ∣ x ∣ , x + y , inf ( x , y ) , sup ( x , y ) 的特殊情况下,刚才描述的过程定义的措施分别为重合,以及那些已标记为μ + , μ − , ∣ μ ∣ , μ + ν , inf ( μ , ν ) , sup ( μ , ν ) \mu^+, \mu^-, |\mu|, \mu+\nu, \inf(\mu, \nu), \sup(\mu, \nu) μ + , μ − , ∣ μ ∣ , μ + ν , inf ( μ , ν ) , sup ( μ , ν ) 的措施;这是从 Cor 立即得出的。 No. 2 的第 2 号提案。如果μ \mu μ 和ν \nu ν 是两个实度量,并且θ = μ + i ν \theta = \mu + i\nu θ = μ + i ν ,则∣ θ ∣ = μ 2 + ν 2 |\theta| = \sqrt{\mu^2 + \nu^2} ∣ θ ∣ = μ 2 + ν 2 ;例如,令 λ \lambda λ 为≥ 0 \geq 0 ≥ 0 的测度,即 ∣ μ ∣ |\mu| ∣ μ ∣ 和 ∣ ν ∣ |\nu| ∣ ν ∣ 的上界,并令 f , g f, g f , g 为λ \lambda λ 局部可积函数,使得 μ = f ⋅ λ , ν = g ⋅ λ \mu = f \cdot \lambda,\ \nu = g \cdot \lambda μ = f ⋅ λ , ν = g ⋅ λ ;那么
μ 2 + ν 2 = f 2 + g 2 ⋅ λ ,
\sqrt{\mu^2 + \nu^2} = \sqrt{f^2 + g^2} \cdot \lambda,
μ 2 + ν 2 = f 2 + g 2 ⋅ λ , θ = ( f + i g ) ⋅ λ , therefore (No. 2, Prop. 2) ∣ θ ∣ = f 2 + g 2 ⋅ λ .
\theta = (f + ig) \cdot \lambda,\ \text{therefore (No. 2, Prop. 2)}\ |\theta| = \sqrt{f^2 + g^2} \cdot \lambda.
θ = ( f + i g ) ⋅ λ , therefore (No. 2, Prop. 2) ∣ θ ∣ = f 2 + g 2 ⋅ λ . 该方法可以应用于R n \mathbf{R}^n R n 中曲线的正齐次函数( x 1 2 + … + x n 2 ) 1 / 2 (x_1^2 + \ldots + x_n^2)^{1/2} ( x 1 2 + … + x n 2 ) 1/2 到定义长度。
10. 分散措施;原子措施
如果* ∣ θ ∣ ( { t } ) = 0 |\theta|(\{t\}) = 0 ∣ θ ∣ ({ t }) = 0 对于每个 t ∈ T t \in T t ∈ T ,则 T 上的测量 θ \theta θ 被认为是扩散的。
— R \mathbf{R} R 上的勒贝格测度是分散的(第 IV, §1, No. 3,*注* 1)。
说θ \theta θ 是T T T 上的分散测度相当于说,每个具有有限补集的集合都携带∣ θ ∣ |\theta| ∣ θ ∣ ,或者再次说∣ θ ∣ |\theta| ∣ θ ∣ 与每个点测度都是陌生的。因此,漫反射测量形式 M ( T ) \mathscr{M}(T) M ( T ) 中的一个频带(Ch. II, §1, No. 5,Th. 1)。
回想一下(第 III, §1, No. 3 章),T T T 上的复数测度 ρ \rho ρ 被称为“原子”,如果它是形式 ∑ t ∈ T α ( t ) ε t \sum_{t \in T} \alpha(t) \varepsilon_t ∑ t ∈ T α ( t ) ε t ,其中 α \alpha α 是 T T T 上的复数函数,使得对于每个紧凑,∑ t ∈ K ∣ α ( t ) ∣ < + ∞ \sum_{t \in K} |\alpha(t)| < +\infty ∑ t ∈ K ∣ α ( t ) ∣ < + ∞ T T T 的子集K K K ,表示族( α ( t ) ε t ) t ∈ T (\alpha(t) \varepsilon_t)_{t \in T} ( α ( t ) ε t ) t ∈ T 是可和的(§2, No. 1,注2)。然后它是从Cor之后的注开始的。 3 Th。 No. 5 中的 2 个∣ ρ ∣ = ∑ t ∈ T ∣ α ( t ) ∣ ε t |\rho| = \sum_{t \in T} |\alpha(t)| \varepsilon_t ∣ ρ ∣ = ∑ t ∈ T ∣ α ( t ) ∣ ε t 。这些公式中出现的函数α \alpha α 是唯一确定的,因为α ( t ) = ρ ( { t } ) \alpha(t) = \rho(\{t\}) α ( t ) = ρ ({ t }) 。原子测量和扩散测量是互不相容的。
引用了 5 引用了 IV § 1. 。正函数的上积分 , 定理 1(F.里斯), II § 1 , III § 1. 。局部紧凑措施空间 , 注 2, V § 2 , 推论 3
T T T 上的每个复杂测度σ \sigma σ 都可以用一种且仅一种方式写成形式ρ + θ \rho + \theta ρ + θ ,其中ρ \rho ρ 是原子测度,θ \theta θ 是扩散测度;那么就有 ∣ σ ∣ = ∣ ρ ∣ + ∣ θ ∣ |\sigma| = |\rho| + |\theta| ∣ σ ∣ = ∣ ρ ∣ + ∣ θ ∣ .*。
引用了 1 · 被以下引用 3 引用了 推论 3
被以下引用 习题 2, § 5 , 推论, V § 6 , 习题 15, § 2
分解的唯一性是显而易见的,因为ρ \rho ρ 是原子的,θ \theta θ 是扩散的,必然是ρ = ∑ t ∈ T ρ ( { t } ) ε t = ∑ t ∈ T σ ( { t } ) ε t \rho = \sum_{t \in T} \rho(\{t\}) \varepsilon_t = \sum_{t \in T} \sigma(\{t\}) \varepsilon_t ρ = ∑ t ∈ T ρ ({ t }) ε t = ∑ t ∈ T σ ({ t }) ε t 和θ = σ − ρ \theta = \sigma - \rho θ = σ − ρ 。为了建立存在性,只要观察到每一个紧集K K K 都有∑ t ∈ K ∣ σ ( { t } ) ∣ ≤ ∣ σ ∣ ( K ) < + ∞ \sum_{t \in K} |\sigma(\{t\})| \leq |\sigma|(K) < +\infty ∑ t ∈ K ∣ σ ({ t }) ∣ ≤ ∣ σ ∣ ( K ) < + ∞ ,这样就可以集合∑ t ∈ T σ ( { t } ) ε t = ρ \sum_{t \in T} \sigma(\{t\}) \varepsilon_t = \rho ∑ t ∈ T σ ({ t }) ε t = ρ 。措施 σ − ρ \sigma - \rho σ − ρ 显然是分散的,关系 ∣ σ ∣ = ∣ ρ ∣ + ∣ σ − ρ ∣ |\sigma| = |\rho| + |\sigma - \rho| ∣ σ ∣ = ∣ ρ ∣ + ∣ σ − ρ ∣ 立即从 Cor 开始。 No. 7第13号提案第3条。
人们观察到,这个证明表明,如果σ \sigma σ 由集合M M M 携带,并且如果每个t ∈ M t \in M t ∈ M 都有∣ σ ∣ ( { t } ) > 0 |\sigma|(\{t\}) > 0 ∣ σ ∣ ({ t }) > 0 ,那么σ \sigma σ 是*原子的*。
习题
参见习题为 § 5 。