Bourbaki

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§ 5。由数值密度定义的度量

1. 本地可积函数

命题 1 092D

让 g 被定义为函数,几乎在 T 中的任何地方(对于正测度 μ\mu),值在 Banach 空间 F 中(分别在 R‾\overline{\mathbf{R}} 中)。以下属性是等效的:

引用了 4 · 被以下引用 2

引用了 命题 4(本地化的原理), IV § 5, 定理 5, IV § 5, 引理 1, III § 1, 推论 3, IV § 5

被以下引用 定义 1, 命题 10, V § 6

a) 对于每个点 t∈Tt \in T,存在 t 的邻域 V,使得函数 gφVg \varphi_V 是 μ\mu 可积。

b) 函数 g 是 μ\mu 可测量的,对于每个紧集 K⊂TK \subset T,∫∗∣g∣φK dμ<+∞\int^* |g|\varphi_K\,d\mu < +\infty。

c) 对于每个数值函数 h∈K(T)h \in \mathscr{K}(T),ghgh 是 μ\mu 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∈Kt \in K,到假设,存在TT中tt的邻域VtV_t,使得gφVtg \varphi_{V_t}可积;因此,我们可以用有限的数邻域ViV_i(1≤i≤n1 \leq i \leq n)覆盖KK,使得函数gφVig \varphi_{V_i}可积。从∣g∣φK≤∑i=1n∣g∣φVi|g| \varphi_K \leq \sum_{i=1}^n |g| \varphi_{V_i}开始,一个人就有了∫∗∣g∣φK dμ<+∞\int^* |g| \varphi_K \, d\mu < +\infty。

其次,b) 蕴含 c),因为 ghgh 是可测的,如果 LL 是 hh 的紧支撑,那么 ∣gh∣≤∥h∥⋅∣g∣φL|gh| \leq \|h\| \cdot |g| \varphi_L,因此 ∫∗∣gh∣ dμ<+∞\int^* |gh| \, d\mu < +\infty乘以假设;因此,ghgh 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∈Tt \in T,让VV成为tt的紧邻域。存在TT到[0,1][0,1]的连续映射hh,等于VV上的1并且有紧支撑(第III, §1, No. 2,引理1);由假设 ghgh 是可积的,因此 gφV=(gh)φVg \varphi_V = (gh) \varphi_V 也是可积的(第 IV, §5, No. 6 章,第 5 章第 3 章)。

定义 1 092E

函数* gg,*几乎在* TT(*对于正测量* μ\mu)中局部定义,*在 Banach 空间* FF(*分别在* R‾\overline{\mathbf{R}})中使用值,*据说可以局部可积* μ\mu(*或局部* μ\mu*-可积*)*如果它满足条件* a), b), c) 命题1. 如果 θ\theta 是一个复杂的测度,函数 gg 局部定义 θ\theta*-几乎无处不在如果对于正测度* ∣θ∣|\theta| 是局部可积的,则称其为局部* θ\theta*-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 gg 是局部 θ\theta 可积的,那么每个函数等于 gg 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 FF 中的值,*随处定义*且对于 θ\theta 可局部积分,形式向量空间表示为 Lloc1(T,θ;F)\mathscr{L}_{loc}^1(T, \theta; F);当F=RF = \mathbf{R}或C\mathbf{C}时,如果没有歧义,通常会省略FF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↦∫∣gφK∣ d∣θ∣g \mapsto \int |g \varphi_K| \, d|\theta|定义的拓扑,其中KK运行超过TT的紧凑子集的集合。相关的 Hausdorff 空间,Lloc1(T,θ;F)\mathscr{L}_{loc}^1(T, \theta; F) 与子空间 NF∞\mathscr{N}_F^\infty 的商映射,几乎在所有地方都是零,被表示为 Lloc1(T,θ;F)L_{loc}^1(T, \theta; F)。 空间 Lloc1(T,θ;F)L_{loc}^1(T, \theta; F) 和 Lloc1(T,∣θ∣;F)L_{loc}^1(T, |\theta|; 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 gg,基本上以每个紧集为界,都是局部可积的。对于每个数pp使得1≤p≤+∞1 \leq p \leq +\infty,每个函数g∈LFpg \in \mathscr{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),hh属于到Lq\mathscr{L}^q(其中qq是共轭到pp的指数),因此ghgh是可积的(Ch.IV, §6, No. 4,Cor.)第 4 条 2)。

令F,G,HF, G, H为三个Banach空间,并且(u,v)↦Φ(u,v)(u, v) \mapsto \Phi(u, v)为F×GF \times G到HH的连续双线性映射。如果 ff 是局部可积的,并且在 F 中取其值,并且如果 g∈LG∞g \in \mathscr{L}_G^\infty,则 Φ(f,g)\Phi(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 gg 为正数函数局部定义 μ\mu - 几乎在 T 中任何地方且局部 μ\mu - 可积; tt的集合,使得g(t)=+∞g(t) = +\infty在局部μ\mu可以忽略不计,因为对于每个紧集K,gφKg \varphi_K是μ\mu可积(第IV, §2, No. 3,第7条)。现在让 g′g' 为局部可积函数,它是正且有限的,等于 gg 局部 μ\mu——几乎处处; 集合λt′=g′(t)εt\lambda'_t = g'(t) \varepsilon_t。 T 的映射 t↦λt′t \mapsto \lambda'_t 到 M+(T)\mathscr{M}_+(T) 模糊地是 μ\mu 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'),其中 I 是 T 的恒等映射,是μ\mu-改编);积分ν=∫λt′dμ(t)\nu = \int \lambda'_t d\mu(t)不依赖于特定的函数g′g',局部几乎处处都等于gg,用于措施λt′\lambda'_t的定义。这个措施ν\nu由条件决定

∫f(t) dν(t)=∫f(t)g(t) dμ(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).

如果现在θ\theta是一个复数测度,并且如果uu是一个复数函数(或函数与R‾\overline{\mathbf{R}}中的值)在本地定义θ\theta——几乎在任何地方都可以对θ\theta进行本地可积,则可以写

u=g1−g2+i(g3−g4)θ=μ1−μ2+i(μ3−μ4) \begin{align*} u &= g_1 - g_2 + i(g_3 - g_4) \\ \theta &= \mu_1 - \mu_2 + i(\mu_3 - \mu_4) \end{align*}

其中 μ1=(ℜθ)+\mu_1 = (\Re \theta)^+、μ2=(ℜθ)−\mu_2 = (\Re \theta)^-、μ3=(ℑθ)+\mu_3 = (\Im \theta)^+、μ4=(ℑθ)−\mu_4 = (\Im \theta)^-(III, §1, No. 5 章),以及其中 g1,g2,g3,g4g_1, g_2, g_3, g_4 具有类似含义;由于 ∣u∣|u| 是局部 ∣θ∣|\theta| 可积的,因此每个正值函数 gig_i (i=1,2,3,4i = 1, 2, 3, 4) 对于每个正测度 μj\mu_j (j=1,2,3,4j = 1, 2, 3, 4) 都是局部可积的,因此映射

f↦∫f(t)u(t) dθ(t) f \mapsto \int f(t)u(t)\,d\theta(t)

K(T)\mathscr{K}(T) 是一个复杂的度量。

定义 2 092F

令θ\theta为复数测度,并令uu为复数函数(或函数与R‾\overline{\mathbf{R}}中的值)本地定义θ\theta-几乎处处且本地θ\theta可积。 T 上的复测度 f↦∫fu dθf \mapsto \int fu\,d\theta 被认为是测度 θ\theta 与函数 uu 的乘积,或密度 uu 相对于 θ\theta 的测度,并表示为 u⋅θu \cdot \theta。

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 可积函数对正测度 μ\mu 进行乘积的复杂测度称为具有基 μ\mu 的测度。

按照惯例,关系 η=u⋅θ\eta = u \cdot \theta 又写成

dη(t)=u(t) dθ(t). d\eta(t) = u(t)\, d\theta(t).

当 uu 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u1u_1和u2u_2是局部θ\theta可积的,那么(u1+u2)⋅θ=u1⋅θ+u2⋅θ(u_1 + u_2) \cdot \theta = u_1 \cdot \theta + u_2 \cdot \theta。类似地,如果θ1\theta_1和θ2\theta_2是TT的两个测度,并且如果uu对于θ1\theta_1和θ2\theta_2来说是函数局部可积,那么uu对于θ1+θ2\theta_1 + \theta_2来说是局部可积的并且有一个u⋅(θ1+θ2)=u⋅θ1+u⋅θ2u \cdot (\theta_1 + \theta_2) = u \cdot \theta_1 + u \cdot \theta_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:

命题 2 092G

令θ\theta为复数测度,uu为局部θ\theta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|.

我们从一个辅助结果开始:

引理 1 092H

— *令 θ\theta 为复数测度,并令 ff 为 L‾C1(T,θ)\overline{\mathscr{L}}^1_C(T, \theta) 的元素。然后

⟨∣θ∣,∣f∣⟩=sup⁡c∈K1∣⟨θ,cf⟩∣=sup⁡c∈B1∣⟨θ,cf⟩∣, \langle|\theta|, |f|\rangle = \sup_{c \in \mathscr{K}_1} |\langle\theta, cf\rangle| = \sup_{c \in \mathscr{B}_1} |\langle\theta, cf\rangle|,
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K1\mathscr{K}_1(或B1\mathscr{B}_1)表示复数函数cc的集合,与紧凑支撑(或Borel)连续,使得∣c∣≤1|c| \leq 1。

我们先来处理f∈K(T;C)f \in \mathscr{K}(T; \mathbf{C})的情况。显然

sup⁡c∈K1∣⟨θ,cf⟩∣≤sup⁡c∈B1∣⟨θ,cf⟩∣≤⟨∣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

(第 IV, §4, No. 2 章,提案 2)。另一方面,令gg为K(T;C)\mathscr{K}(T; \mathbf{C})的元素,使得∣g∣≤∣f∣|g| \leq |f|; gg是序列的统一极限,K(T;C)\mathscr{K}(T; \mathbf{C})的元素的(gn)(g_n),其支撑包含在由tt形成的开放集合UU中,使得f(t)≠0f(t) \neq 0,并且人们可以清楚地假设:每 nn ∣gn∣≤∣f∣|g_n| \leq |f|。 集合cn(t)=gn(t)/f(t)c_n(t) = g_n(t)/f(t)为t∈Ut \in U,cn(t)=0c_n(t) = 0为t∉Ut \notin U;然后cn∈K1c_n \in \mathscr{K}_1,g=lim⁡n→∞cnfg = \lim_{n \to \infty} c_n f,因此∣⟨θ,g⟩∣=lim⁡n→∞∣⟨θ,cnf⟩∣|\langle\theta, g\rangle| = \lim_{n \to \infty} |\langle\theta, c_n f\rangle|,最后

sup⁡∣g∣≤∣f∣,g∈K(T;C)∣⟨θ,g⟩∣≤sup⁡c∈K1∣⟨θ,cf⟩∣. \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|.

结论乘注意到,该不等式的第一个成员等于⟨∣θ∣,∣f∣⟩\langle |\theta|, |f| \rangle(第III, §1, No. 6,公式(12))。

接下来,用 L‾C1(θ)\overline{\mathscr{L}}_C^1(\theta) 的 ff 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‾C1(θ)\overline{\mathscr{L}}_C^1(\theta) 的拓扑持续依赖于 ff,因为它们重合依赖于稠密子空间K(T;C)\mathscr{K}(T; \mathbf{C})。这是由以下不等式立即产生的,其中 ff 和 f′f' 表示元素或 L‾C1(θ)\overline{\mathscr{L}}_C^1(\theta):

∣⟨∣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,cf⟩−⟨θ,cf′⟩∣≤⟨∣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')

对于所有c∈B1c \in \mathscr{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 uhuh,其中hh 属于到K+(T)\mathscr{K}_+(T)。这产生:

⟨∣θ∣,∣uh∣⟩=sup⁡c∈K1∣⟨θ,cuh⟩∣=sup⁡c∈K1∣⟨u⋅θ,ch⟩∣=⟨∣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 .

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 .

因此,两个度量 ∣u∣⋅∣θ∣|u| \cdot |\theta| 和 ∣u⋅θ∣|u \cdot \theta| 相等。

推论 092I

设g1g_1和g2g_2为两个局部μ\mu可积数值函数;那么

引用了 2 · 被以下引用 4

引用了 II § 1. 。 RIESZ 空间和全格序空间, 命题 2

被以下引用 § 5. 。由数值密度定义的度量, 命题 13, 推论 1, 推论 2

inf⁡(g1⋅μ,g2⋅μ)=inf⁡(g1,g2)⋅μ;sup⁡(g1⋅μ,g2⋅μ)=sup⁡(g1,g2)⋅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 .

特别地,如果gg是局部μ\mu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 .

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,gg表示正数值函数,在各处定义且局部可积μ\mu,θ\theta表示复数测度,uu表示局部θ\theta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)εt dμ(t)\nu = g \cdot \mu = \int g(t) \varepsilon_t \, d\mu(t)(甚至虽然措施g(t)εtg(t) \varepsilon_t未定义除非g(t)≠+∞g(t) \neq +\infty)。因此我们得到以下叙述:

命题 3 092J

对于 TT 上定义的每个数字函数 f⩾0f \geqslant 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 dν=∫∙(fg) dμ. \int^\bullet f \, d\nu = \int^\bullet (f g) \, d\mu .

这是从 Th 得出的。 1 个§4, No. 2。

推论 1 092K

在阶、函数f\mathbf{f}、值在Banach空间或R‾\overline{\mathbf{R}}中,对于u⋅θu \cdot \theta的测度局部可忽略不计,ufu \mathbf{f}对于θ\theta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}(或ufu \mathbf{f})对于u⋅θu \cdot \theta(或θ\theta)局部可以忽略不计,相当于说,∣f∣|\mathbf{f}|(或∣u∣⋅∣f∣|u| \cdot |\mathbf{f}|)对于∣u⋅θ∣|u \cdot \theta|(或∣θ∣|\theta|)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为正的情况; 叙述则立即由命题 3 得出。

推论 2 092L

设u1u_1和u2u_2是两个局部θ\theta可积复数函数。在阶和 u1⋅θ=u2⋅θu_1 \cdot \theta = u_2 \cdot \theta 中,u1u_1 和 u2u_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=0u \cdot \theta = 0意味着u(t)=0u(t) = 0局部几乎无处不在;但u⋅θ=0u \cdot \theta = 0意味着函数1对于测度u⋅θu \cdot \theta来说局部可以忽略不计。然后应用推论 1。

推论 3 092M

令uu为复数函数,对于正测度μ\mu可局部积分。为了使 u⋅μu \cdot \mu 成为一个积极的措施,u(t)⩾0u(t) \geqslant 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∣⋅μu \cdot \mu = |u \cdot \mu| = |u| \cdot \mu(命题 2)时,u⋅μu \cdot \mu 才为正,这几乎在任何地方都等价于局部u=∣u∣u = |u|(Cor. 2)。

命题 4 092N

为了将 TT 的映射 ff 转换成拓扑空间 GG 对于测度 u⋅θu \cdot \theta 可测,ff 的限制到θ\theta 可测集合是必要且充分的tt的SS使得u(t)≠0u(t) \neq 0是θ\theta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uu和θ\theta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 uu 和 θ\theta 很复杂的情况。

推论 092O

令 f\mathbf{f} 为 TT 上定义的函数,其中值在 Banach 空间 FF 或R‾\overline{\mathbf{R}} 中。为了使 f\mathbf{f} (u⋅θ)(u \cdot \theta) 可测量,ufu \mathbf{f} θ\theta 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,ufu \mathbf{f}是扩张除以(uf)∣S(u \mathbf{f})|S到TT中的0。

定理 1 092P

令 f\mathbf{f} 为 TT 上定义的函数,其中值在 Banach 空间 FF 或R‾\overline{\mathbf{R}} 中。在阶中,f\mathbf{f}对于*测度η=u⋅θ\eta = u \cdot \theta本质上可积,ufuf本质上θ\theta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 dη=∫(uf) dθ. \int f \, d\eta = \int (uf) \, d\theta .

此外,假设uu是连续的,并且u(t)≠0u(t) \neq 0对于所有t∈Tt \in T;那么ff对于测度η\eta可积当且仅当ufuf对于θ\theta可积。

从 Th 立即得出 uu 和 θ\theta 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ff相对于η=u⋅θ\eta = u \cdot \theta本质上可积(可积)当且仅当它对于∣η∣=∣u∣⋅∣θ∣|\eta| = |u| \cdot |\theta|本质上可积(可积)。最后,假设 ff 本质上可积为 η\eta(因此也可积为 ∣η∣|\eta|);我们利用分解 (2):ff 对于每个测度 ηij=gi⋅μj\eta_{ij} = g_i \cdot \mu_j (i=1,2,3,4, j=1,2,3,4i = 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|。我们有

∫f dηij=∫gif dμj. \int f \, d\eta_{ij} = \int g_i f \, d\mu_j .

公式 (6) 紧随其后。

推论 092Q

为了使测度u⋅θu \cdot \theta有界,uu本质上θ\theta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

例 092R

设AA为TT中的子集;为了使φA\varphi_A局部μ\mu可积,AA是μ\mu可测是充分必要的。假设满足条件,则集合ν=φA⋅μ\nu = \varphi_A \cdot \mu;对于 TT 上定义的每个数字函数 f≥0f \geq 0,我们有

∫∙f dν=∫∙fφA dμ, \int^\bullet f \, d\nu = \int^\bullet f \varphi_A \, d\mu ,

也用 ∫A∙f dμ\int_A^\bullet f \, d\mu (cf. Ch. IV, §5, No. 6) 表示的数量。为了使TT的映射gg成为空间GG是ν\nu可测的,gg到AA的限制是必要且充分的μ\mu-可测量。为了将TT的映射ff转化为Banach空间FF或转化为R‾\overline{\mathbf{R}}本质上ν\nu可积,fφAf \varphi_A本质上μ\mu可积是必要且充分的,在这种情况下

∫f dν=∫fφA dμ, \int f \, d\nu = \int f \varphi_A \, d\mu ,

也表示为 ∫Af dμ\int_A f \, d\mu 的表达式。 注,如果TT的两个映射进入GG(或F,R‾F, \overline{\mathbf{R}})重合在AA上,则其中一个ν\nu可测(或本质上ν\nu可积),另一个是必要且充分的。 如果现在gg是映射进入TT的任意子集B⊃AB \supset A的GG,则可以说gg是μ\mu可测量*在*AA,如果任意扩张到TT gg到AA的限制是ν\nu可测,相当于说,gg到AA的限制是μ\mu可测。 将 BB 的映射 ff 转化为 Banach 空间 FF,或转化为 R‾\overline{\mathbf{R}},据说是 本质上 μ\mu 可在 * AA 上积分,如果某些扩张 f‾\overline{f} 到ff到AA的限制的TT本质上是ν\nu可积;一然后集合

∫Af dμ=∫Af‾ dμ=∫f‾φA dμ, \int_A f \, d\mu = \int_A \overline{f} \, d\mu = \int \overline{f} \varphi_A \, d\mu,
有人说∫Af dμ\int_A f \, d\mu是*ff*在*AA上的*整的(或*扩展到*AA)。 如果ff是在B⊃AB \supset A上定义的数值函数⩾0\geqslant 0,则定义与∫A∗f dμ\int_A^* f \, d\mu和∫A∙f dμ\int_A^\bullet f \, d\mu类似。 最后,如果 gg 到 AA 的限制的扩张 g‾\overline{g} 到 TT,则在 B⊃AB \supset A 上定义的数值函数 gg 被认为是 * 局部 * μ\mu 可在 * AA 上可积的。是局部ν\nu可积的:这相当于说,对于TT的每个紧凑子集KK,g‾φK∩A\overline{g} \varphi_{K \cap A}是μ\mu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

命题 5 092S

让*(λα)α∈A(\lambda_\alpha)_{\alpha \in A}*成为*TT的一系列积极措施,*针对关系*⩽\leqslant,*承认*M(T)\mathscr{M}(T)*最高*λ\lambda。 对于正数函数 gg 要局部 λ\lambda-*可积,必要且充分的是* gg 局部 λα\lambda_\alpha-*对于每个* α∈A\alpha \in A 可积,并且族 (g⋅λα)(g \cdot \lambda_\alpha) 在 M(T)\mathscr{M}(T)上有界; *在这种情况下,

g⋅λ=sup⁡α∈Ag⋅λα. g \cdot \lambda = \sup_{\alpha \in A} g \cdot \lambda_\alpha.
显然条件是必要的。相反,假设gg对于每个测度λα\lambda_\alpha都是局部可积的,并且族(g⋅λα)α∈A(g \cdot \lambda_\alpha)_{\alpha \in A}在上面有界;用 λ′\lambda' 表示其上界。 函数 gg 则 λ\lambda 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),
∫∙(hg) dλ=sup⁡α∈A∫∙(hg) dλα=sup⁡α∈A∫∙h d(g⋅λα)=∫∙h dλ′ \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'
(§ 1, No. 4,提案 11)。首先,这意味着第一个成员对于任何hh都是有限的,因此gg是局部λ\lambda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 dλ′\int h \, d(g \cdot \lambda) = \int h \, d\lambda'。接下来是g⋅λ=λ′g \cdot \lambda = \lambda',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

推论 092T

— 假设 μ\mu 是 T 上度量族 (μα)α∈A(\mu_\alpha)_{\alpha \in A} 的和。对于在 T 上定义的正数值函数 g 局部 μ\mu 可积,g 对每个 α∈A\alpha \in A 局部 μα\mu_\alpha 可积是必要且充分的,并且族 (g⋅μα)α∈A(g \cdot \mu_\alpha)_{\alpha \in A}是可总结的。在这种情况下,

g⋅μ=∑α∈Ag⋅μα. g \cdot \mu = \sum_{\alpha \in A} g \cdot \mu_\alpha.
引用了 1

引用了 IV § 5. 。可测量函数和集合

令(gα)α∈A(g_\alpha)_{\alpha \in A}为T上定义的μ\mu可测量正函数族。令SαS_\alpha为t∈Tt \in T的集合,使得gα(t)≠0g_\alpha(t) \neq 0。如果族 (Sα)(S_\alpha) 是局部可数的(第 IV, §5, No. 9 章),我们可以说族 (gα)(g_\alpha) 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的集合使得gα∣Kg_\alpha|K不是零是可数的。

命题 6 092U

— 设(gα)α∈A(g_\alpha)_{\alpha \in A}是T上定义的局部μ\mu可积正数值函数的局部可数族。在阶中,函数g=∑α∈Agαg = \sum_{\alpha \in A} g_\alpha是局部μ\mu可积,测度族(gα⋅μ)α∈A(g_\alpha \cdot \mu)_{\alpha \in A}可求和是必要且充分的,在这种情况下

g⋅μ=∑α∈Agα⋅μ. g \cdot \mu = \sum_{\alpha \in A} g_\alpha \cdot \mu.
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,gg 是 μ\mu 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gg局部μ\mu可积,μ∙(gf)\mu^\bullet(gf)对于每个f∈H+(T)f \in \mathscr{H}_+(T)是有限的是必要且充分的。现在,由于α∈A\alpha \in A的集合使得gαf≠0g_\alpha f \neq 0是可数的,我们有μ∙(gf)=∑α∈Aμ∙(gαf)\mu^\bullet(gf) = \sum_{\alpha \in A} \mu^\bullet(g_\alpha f)(§1, No. 1,Prop.2的Cor.)。 集合να=gα⋅μ\nu_\alpha = g_\alpha \cdot \mu; 条件 μ∙(gf)<+∞\mu^\bullet(gf) < +\infty 等价于条件 ∑α∈Aνα(f)<+∞\sum_{\alpha \in A} \nu_\alpha(f) < +\infty:在其他字中,gg 局部可积 μ\mu 当且仅当族 (να)(\nu_\alpha) 可求和。将该族的和记为ν\nu,则上述计算得到等式ν(f)=μ∙(gf)\nu(f) = \mu^\bullet(gf),相当于(8)。

推论 092V

— 令 (gα)(g_\alpha) 为局部 μ\mu 可积数值函数的序列,使得度量 gn⋅μg_n \cdot \mu 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)中有上界,函数g=sup⁡gng = \sup g_n是局部μ\mu可积的充分必要; 序列 (gn⋅μ)(g_n \cdot \mu) 中的M(T)\mathscr{M}(T) 的上界就是测度g⋅μg \cdot \mu。

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)gn′=gn+1−gng'_n = g_{n+1} - g_n 就足够了。

命题 7 092W

— 令X为无穷大可数的局部紧凑空间,并令t↦λtt \mapsto \lambda_t为T到M+(X)\mathscr{M}_+(X)的μ\mu充分映射。

引用了 4 · 被以下引用 1

引用了 命题 5, V § 3, 定理 1, V § 3, 命题 3, 定义 1, V § 3

被以下引用 命题 6, V § 7

令 gg 为在 XX 上定义的正数值函数,可对测度 ν=∫λtdμ(t)\nu = \int \lambda_t d\mu(t) 进行局部可积。 t∈Tt \in T的集合使得gg不是局部λt\lambda_t可积,那么对于μ\mu,映射t↦g⋅λtt \mapsto g \cdot \lambda_t(局部定义μ\mu-几乎无处不在)是μ\mu-足够的,并且

g⋅ν=∫(g⋅λt)dμ(t). g \cdot \nu = \int (g \cdot \lambda_t) d\mu(t).

设(Kn)n∈N(K_n)_{n \in \mathbf{N}}为XX的紧凑子集的递增序列,其内部覆盖XX;如果 η\eta 是 XX 上的任何正测度,​​则说 gg 是局部 η\eta 可积的,相当于说 gφKng \varphi_{K_n} 对于每个 nn 是 η\eta 可积的。现在令HnH_n为t∈Tt \in T的集合,使得gφKng \varphi_{K_n}不可积λt\lambda_t,并令H=⋃nHnH = \bigcup_n H_n;由于HnH_n对于所有nn(§ 3, No. 3,Th.1)来说在本地μ\mu可以忽略不计,因此HH也是如此,它建立了叙述的第一个断言。对于HH中的tt,替换λt\lambda_t除以0(这不是变换度量ν\nu),我们可以假设gg对于每个t∈Tt \in T是局部λt\lambda_t可积的。对于XX上定义的每一个ν\nu可测量正函数hh,根据§ 3, No. 2的第3条和第5条,我们有,

∫∙hd(g⋅ν)=∫∙(gh)dν=∫∙dμ(t)∫∙(gh)dλt=∫∙dμ(t)∫∙hd(g⋅λt). \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).

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)时)映射t↦g⋅λtt \mapsto g \cdot \lambda_t本质上是μ\mu可标量可积的,并且它的积分是g⋅νg \cdot \nu;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来计算替换μ\mu,并让我们对hh取一个正下半连续函数:从这些关系立即可以得出t↦g⋅λtt \mapsto g \cdot \lambda_t是μ\mu-充分的(§ 3, No. 1,定义1)。

命题 8 092X

令θ\theta为TT的复测度,g1g_1为本地θ\theta可积复数函数,θ1\theta_1测度g1⋅θg_1 \cdot \theta。对于在 TT 上定义的复数函数 g2g_2 局部 θ1\theta_1 可积,g2g1g_2 g_1 局部 θ\theta 可积是必要且充分的,在这种情况下

引用了 2 · 被以下引用 8

引用了 推论, 定理 1

被以下引用 § 5. 。由数值密度定义的度量, 引理 3, 命题 10, 命题 13, 推论 3, 推论 4, 定理 3(勒贝格), 命题 4, V § 7

g2⋅θ1=g2⋅(g1⋅θ)=(g2g1)⋅θ g_2 \cdot \theta_1 = g_2 \cdot (g_1 \cdot \theta) = (g_2 g_1) \cdot \theta
(“结合性公式”)。

根据命题4的推论,说g2g_2是θ1\theta_1可测就相当于说g2g1g_2 g_1是θ\theta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),我们有命题 2 和 3,

∫∙∣g2∣fd∣θ1∣=∫∙∣g2∣f∣g1∣d∣θ∣=∫∙∣g2g1∣fd∣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|.

因此,说 g2g_2 是局部 θ1\theta_1 可积的,就等价于说 g2g1g_2 g_1 是局部 θ\theta 可积的。假设 Th 满足条件。 1 我们有

∫f d(g2⋅θ1)=∫fg2 dθ1=∫fg2g1 dθ=∫f d(g2g1⋅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),

公式相当于(10)。

5. 刻画措施,基 μ\mu

定理 2(勒贝格-尼科迪姆) 092Y

— *令μ\mu和ν\nu为TT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 是基 μ\mu 的度量。 2) 每个局部μ\mu-可忽略的集合都是局部ν\nu-可忽略。 3) 每个μ\mu-可忽略的紧集都是ν\nu-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AA是*普遍可测量的*并且局部μ\mu-可忽略的就是局部ν\nu-可忽略的;对于,ν∙(A)=sup⁡ν(K)\nu^\bullet(A) = \sup \nu(K),其中KK超过AA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。

引理 2 092Z

— 令 α\alpha 为 TT 上的有界正测度,β\beta 为 TT 上的实测度,使得 ∣β∣≤Mα|\beta| \leq M \alpha,其中 MM 为正常数。那么,存在实数函数uu、α\alpha可积,使得β=u⋅α\beta = u \cdot \alpha。

被以下引用 1

被以下引用 引理 3

设gg为空间LR2(T,α)\mathscr{L}_\mathbf{R}^2(T, \alpha)中的元素; gg 是 β\beta 可测量的且 ∫∙∣g∣2 d∣β∣≤M∫∙∣g∣2 dα<+∞\int^\bullet |g|^2 \, d|\beta| \leq M \int^\bullet |g|^2 \, d\alpha < +\infty。 函数gg,因此属于到L2(T,∣β∣)\mathscr{L}^2(T, |\beta|),并且也到L1(T,∣β∣)\mathscr{L}^1(T, |\beta|),因为β\beta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∣)≤M2α(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).

因此,映射g↦β(g)g \mapsto \beta(g)是L2(T,α)\mathscr{L}^2(T, \alpha)上的连续线性形式。与 L2(T,α)\mathscr{L}^2(T, \alpha) 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∈L2(T,α)u \in \mathscr{L}^2(T, \alpha),因此也有属于到 L1(T,α)\mathscr{L}^1(T, \alpha),这样每 g∈L2(T,α)g \in \mathscr{L}^2(T, \alpha) β(g)=α(ug)\beta(g) = \alpha(ug)。 应用这个关系换g∈K(T)g \in \mathscr{K}(T),一看就是β=u⋅α\beta = u \cdot \alpha。

引理 3 0930

— *假设正测度ν\nu使得每个μ\mu-可忽略的紧集都是ν\nu-可忽略。令 K\mathfrak{K} 为 TT 的紧凑子集 KK 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≥0M \geq 0使得φK⋅ν≤MφK⋅μ\varphi_K \cdot \nu \leq M \varphi_K \cdot \mu。 那么集合K\mathscr{K}在TT中是μ\mu密集。

如果KK满足(11),并且如果AA是包含在KK中的Borel集合,则立即从命题8得出φA⋅ν≤MφA⋅μ\varphi_A \cdot \nu \leq M \varphi_A \cdot \mu;由此,可以推导出K\mathscr{K}属于的两个元素K,K′K, K'到K\mathscr{K}的并因为φK∪K′=φK+φA\varphi_{K \cup K'} = \varphi_K + \varphi_A,其中A=K′∩∁KA = K' \cap \complement K。为了建立引理,还需要证明每个紧集LL使得μ(L)>0\mu(L) > 0包含紧集K∈KK \in \mathscr{K}使得μ(K)>0\mu(K) > 0(第IV, §5, No. 8,第12条)。 选择数 M>ν(L)/μ(L)M > \nu(L)/\mu(L) 并将引理 1 应用于有界正测度 α=φL⋅(ν+Mμ)\alpha = \varphi_L \cdot (\nu + M \mu) 和测度 β=φL⋅(ν−Mμ)\beta = \varphi_L \cdot (\nu - M \mu)。 替换如果需要函数 uu 使得β=u⋅α\beta = u \cdot \alpha乘以函数等于它α\alpha——几乎在任何地方,我们都可以假设uu是普遍可测的(§3, No. 4,第7条)并且零在LL。 集合 HH 的 t∈Tt \in T 使得 LL 中包含的 u(t)<0u(t) < 0 不能被 μ\mu 忽略不计,因为它将是 ν\nu 忽略不计(由注在证明开始时制作) Th. 2),因此 α\alpha 可以忽略不计,并且可以有 β(L)>0\beta(L) > 0,其中与……矛盾选择为 MM。令KK为紧集包含在HH中,使得μ(K)>0\mu(K) > 0;让我们证明K∈KK \in \mathscr{K},这将建立引理。根据第 8 号提案,

φK⋅(ν−Mμ)=φK⋅β=φK⋅(u⋅α)=(φKu)⋅α. \varphi_K \cdot (\nu - M \mu) = \varphi_K \cdot \beta = \varphi_K \cdot (u \cdot \alpha) = (\varphi_K u) \cdot \alpha .

函数 φKu\varphi_K u 是负数,因此我们确实有 φK⋅ν≤MφK⋅μ\varphi_K \cdot \nu \leq M \varphi_K \cdot \mu。

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} 如引理 3 所示。令 (Kα)α∈A(K_\alpha)_{\alpha \in A} 为成对的不相交的元素的局部可数族K\mathscr{K},使得集合 N=T−⋃α∈AKαN = T - \bigcup_{\alpha \in A} K_\alpha 局部 μ\mu 可以忽略不计(第 IV, §5, No. 9,第 14 条命题);家庭(Kα)(K_\alpha)是局部可数的,NN是普遍可测的,因此局部ν\nu可以忽略不计。 集合μα=φKα⋅μ\mu_\alpha = \varphi_{K_\alpha} \cdot \mu、να=φKα⋅ν\nu_\alpha = \varphi_{K_\alpha} \cdot \nu;由于函数 φKα\varphi_{K_\alpha} 形式是一个局部可数家庭,对于 μ\mu 和 ν\nu,其和在局部几乎处处都等于 1,命题 6 意味着 μ=∑α∈Aμα\mu = \sum_{\alpha \in A} \mu_\alpha、ν=∑α∈Aνα\nu = \sum_{\alpha \in A} \nu_\alpha。另一方面,通过K\mathscr{K}的定义,对于每个α\alpha,都存在一个常数MαM_\alpha,使得να≤Mαμα\nu_\alpha \leq M_\alpha \mu_\alpha;因此,引理 2 意味着函数 gαg_\alpha 的存在,可以假设它是 KαK_\alpha 之外的零并且为正(第 3 条命题的 Cor. 3),这样 να=gα⋅μα\nu_\alpha = g_\alpha \cdot \mu_\alpha。因此(No. 4,提案 8)

να=gα⋅μα=gα⋅(φKα⋅μ)=(gαφKα)⋅μ=gα⋅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 .

集合g=∑α∈Agαg = \sum_{\alpha \in A} g_\alpha;由于族 (gα)(g_\alpha) 是局部可数的,族 (να)(\nu_\alpha) 是可求和的,命题 6 意味着 gg 是局部 μ\mu 可积的,并且 ν=g⋅μ\nu = g \cdot \mu 建立了定理。

推论 1 0931

— 设 N\mathscr{N} 为集合,其中基 μ\mu,承认 M(T)\mathscr{M}(T) 中的上等ν\nu;那么 ν\nu 是基 μ\mu 的度量。

引用了 3 · 被以下引用 1

引用了 命题 11, V § 1, 推论, 定理 2(勒贝格-尼科迪姆)

被以下引用 推论 2

科。提案 2 允许简化为 N\mathscr{N} 为递增有向集合的情况。对于每一个局部 μ\mu 可忽略不计的集合 AA,根据 §1, No. 4 的第 11 条提案,

ν∙(A)=sup⁡λ∈Nλ∙(A)=0. \nu^\bullet(A) = \sup_{\lambda \in \mathscr{N}} \lambda^\bullet(A) = 0.

因此,定理 2 意味着ν\nu 是基 μ\mu 的测度。

推论 2 0932

— 设ν\nu为TT的实测度。在阶中,ν\nu属于到完全格序空间M(T)\mathscr{M}(T)(第II, §1, No. 5)中由μ\mu生成的能带,ν\nu是基的测度是必要且充分的μ\mu。

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^+和ν−\nu^-时,立即将其简化为积极措施ν\nu的情况(No. 2,Prop.2的Cor.)。那么让我们集合νn=inf⁡(nμ,ν)\nu_n = \inf(n\mu, \nu); ν\nu 属于到由 μ\mu 生成的带当且仅当 ν=sup⁡nνn\nu = \sup_n \nu_n(第 II, §1, No. 5 章,第 6 条命题)。现在,νn\nu_n以nμn\mu为界,是一个以Th为基μ\mu的测度。 2;因此,关系ν=sup⁡nνn\nu = \sup_n \nu_n意味着ν\nu是基μ\mu的测度(Cor.1)。相反,假设 ν\nu 是基 μ\mu: ν=g⋅μ\nu = g \cdot \mu 的测度,其中 gg 是局部 μ\mu 可积且为正值。然后νn=inf⁡(g,n)⋅μ\nu_n = \inf(g, n) \cdot \mu(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⁡nνn\nu = \sup_n \nu_n。

推论 3 0933

— 令 θ\theta 为复杂测度;存在普遍可测的函数vv,以及∣v∣=1|v| = 1,使得θ=v⋅∣θ∣\theta = v \cdot |\theta|,∣θ∣=v‾⋅θ|\theta| = \overline{v} \cdot \theta。

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=θ1−θ2+i(θ3−θ4)\theta = \theta_1 - \theta_2 + i(\theta_3 - \theta_4),其中θ1=(ℜθ)+\theta_1 = (\Re \theta)^+,θ2=(ℜθ)−\theta_2 = (\Re \theta)^-,θ3=(ℑθ)+\theta_3 = (\Im \theta)^+,θ4=(ℑθ)−\theta_4 = (\Im \theta)^-;正测度 θi\theta_i (i=1,2,3,4i = 1, 2, 3, 4),以 ∣θ∣|\theta| (第 III, §1, No. 6, 公式 (17)) 为界,是基 ∣θ∣|\theta| 定理 2 的测度。因此,存在局部 ∣θ∣|\theta| 可积函数vv使得θ=v⋅∣θ∣\theta = v \cdot |\theta|。 命题 2 然后产生关系 ∣θ∣=∣v∣⋅∣θ∣|\theta| = |v| \cdot |\theta|,这意味着 ∣v∣=1|v| = 1 局部∣θ∣|\theta|——几乎无处不在(第 3 条的 Cor. 2)。最后,根据第 8 号提案,v‾⋅θ=(vv‾)⋅∣θ∣=∣θ∣\overline{v} \cdot \theta = (v \overline{v}) \cdot |\theta| = |\theta|。由于函数vv仅定义为局部∣θ∣|\theta|可忽略的函数,因此可以假设vv是普遍可测的(§3, No. 4,第7条),并且∣v∣=1|v| = 1无处不在。

注 1 0934

假设λ\lambda是正测度,vv是λ\lambda可测的函数,使得∣v∣=1|v| = 1局部λ\lambda几乎无处不在(这意味着vv局部λ\lambda可积),并且θ=v⋅λ\theta = v \cdot \lambda。命题 2 立即表明 λ=∣θ∣\lambda = |\theta|;在其他字中,前述叙述的性质表征了积极措施∣θ∣|\theta|。

引用了 1

引用了 命题 2

注 2 0935

如果 ∣θ∣≤aμ|\theta| \leq a \mu,其中 μ\mu 是正测度,aa 是数 ≥0\geq 0,则 θ\theta 是具有基 μ\mu 的测度。

推论 4 0936

— 令 ρ\rho 和 θ\theta 为两个复数度量。在阶中,存在局部θ\theta可积函数uu使得ρ=u⋅θ\rho = u \cdot \theta,每个θ\theta可忽略的紧集是ρ\rho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-可忽略的紧集都是ρ\rho-可忽略; 定理 2 意味着存在局部∣θ∣|\theta|可积函数gg,使得∣ρ∣=g⋅∣θ∣|\rho| = g \cdot |\theta|。另一方面,科。 3 意味着存在函数 v1v_1(分别为 v2v_2)、绝对值值 1 以及可测量的度量 ∣ρ∣|\rho|(分别为 θ\theta),使得 ρ=v1⋅∣ρ∣\rho = v_1 \cdot |\rho|(分别为 ∣θ∣=v2‾⋅θ|\theta| = \overline{v_2} \cdot \theta)。然后,根据第 8 条命题,ρ=u⋅θ\rho = u \cdot \theta 与 u=v1gv2‾u = v_1 g \overline{v_2}。

推论 5 0937

— 令 μ\mu 和 ν\nu 为 Th 的 T. 条件 1), 2), 3) 的两个正测度。 2 也相当于以下:

引用了 4

引用了 定理 2(勒贝格-尼科迪姆), 命题 4, IV § 4, 命题 5, II § 2, 推论 2

4) 对于每个ν\nu可积数值函数f≥0f \geq 0和每个数ε>0\varepsilon > 0,都存在一个δ>0\delta > 0,使得关系0≤h≤f0 \leq h \leq f和∫∗h dμ≤δ\int^* h \, d\mu \leq \delta隐含∫∗h dν<ε\int^* h \, d\nu < \varepsilon。

5) 对于每个函数g∈K+(T)g \in \mathscr{K}_+(\mathrm{T})和每个数ε>0\varepsilon > 0,都存在一个δ>0\delta > 0,这样,对于上面由gg和满足∫h dμ≤δ\int h \, d\mu \leq \delta界定的每个h∈K+(T)h \in \mathscr{K}_+(\mathrm{T}),都有∫h dν≤ε\int h \, d\nu \leq \varepsilon。

6) 对于每个紧集K⊂TK \subset \mathrm{T}和每个数ε>0\varepsilon > 0,都存在一个δ>0\delta > 0,使得关系A⊂KA \subset K和μ∗(A)≤δ\mu^*(A) \leq \delta隐含ν∗(A)≤ε\nu^*(A) \leq \varepsilon。

4) ⇒\Rightarrow 6) ⇒\Rightarrow 3) 的含义是显而易见的。

假设存在有限的函数k≥0k \geq 0,普遍可测且局部μ\mu可积,使得ν=k⋅μ\nu = k \cdot \mu,让我们证明满足条件4)。令ff为ν\nu可积函数≥0\geq 0,并令ε>0\varepsilon > 0。对于每个整数n≥0n \geq 0,令AnA_n为t∈Tt \in \mathrm{T}的集合,使得k(t)≥nk(t) \geq n。 函数 fφAnf \varphi_{A_n} 形式递减序列,以ff为界并逐点趋于0,因此存在NN使得∫fφAN dν≤ε/2\int f \varphi_{A_N} \, d\nu \leq \varepsilon/2(第IV, §4, No. 3,第4条)。如果hh在T\mathrm{T}满足0≤h≤f0 \leq h \leq f和∫∗h dμ≤ε/2N\int^* h \, d\mu \leq \varepsilon/2N上是函数,那么

ν∗(h)≤ν∗(hφAN)+ν∗(h(1−φAN)) \nu^*(h) \leq \nu^*(h \varphi_{A_N}) + \nu^*(h(1 - \varphi_{A_N}))
≤ν∗(fφAN)+μ∗(h(1−φAN)k) \leq \nu^*(f \varphi_{A_N}) + \mu^*(h(1 - \varphi_{A_N})k)
≤ε2+Nμ∗(h)≤ε. \leq \frac{\varepsilon}{2} + N \mu^*(h) \leq \varepsilon.

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 属于到由 μ\mu 生成的带(第 II, §2, No. 2,命题 5),因此有基 μ\mu(Cor. 2)。

学院 0938

对于每个f˙∈Lloc1(T,μ;R)\dot{f} \in L^1_{\mathrm{loc}}(\mathrm{T}, \mu; \mathbf{R}),集合φ(f˙)=f⋅μ\varphi(\dot{f}) = f \cdot \mu,其中f∈f˙f \in \dot{f}; 映射φ\varphi是线性的,递增是单射的(第3命题的Cor.2),M(T)\mathscr{M}(T)中的像是由μ\mu生成的能带B(第2命题的Cor.2)。 因此,映射φ\varphi允许识别Lloc1(T,μ;R)L^1_{\text{loc}}(T, \mu; \mathbf{R})与空间T上的实际度量;由于空间LRp(T,μ)L^p_R(T, \mu)都是Lloc1(T,μ;R)L^1_{\text{loc}}(T, \mu; \mathbf{R})的子空间,因此它们也可以用M(T)\mathscr{M}(T)的子空间来识别。 类似的考虑也适用于复值函数和度量。 Note that the mapping φ\varphi considered above is an isomorphism of the ordered vector space structures of Lloc1L^1_{\text{loc}} and B, but is obviously not an isomorphism for the topological vector space structures of these spaces.

由于完全晶格有序空间中的每个能带本身就是完全晶格有序空间(第 II, §1, No. 5),因此可以看到空间 Lloc1L^1_{\text{loc}} 是*完全晶格有序*;但值得记住的是,等价类的不可数族(f˙α)(\dot{f}_\alpha)的Lloc1L^1_{\text{loc}}中的上界不一定与函数fαf_\alpha的上包络线的类相同。然而,我们看到,对于局部 μ\mu 可积函数的 递增序列 (fn)(f_n),其上包络ff 局部μ\mu 可积,f⋅μf \cdot \mu 是M(T)\mathscr{M}(T) 中(fn⋅μ)(f_n \cdot \mu) 测度序列的上乘(Cor. of Prop. 6)。

这是 Th 的推论 3 的一个有趣的推论。 2:

引用了 5

引用了 推论 2, 推论 2, II § 1. 。 RIESZ 空间和全格序空间, 推论, 推论 3

命题 9 0939

令 θ\theta 为有界复数测度;要使θ\theta成为积极措施,∥θ∥=θ(1)\| \theta \| = \theta(1).*是必要且充分的。

引用了 2 · 被以下引用 2

引用了 命题 12, IV § 4, 定理 1

被以下引用 引理 1, IX § 2, 习题 30, § 5

条件显然是必要的。相反,假设∥θ∥=∫dθ\| \theta \| = \int d\theta,并用vv表示绝对值1的∣θ∣|\theta|可测量函数,使得θ=v⋅∣θ∣\theta = v \cdot |\theta|。由于∥θ∥=∫d∣θ∣\| \theta \| = \int d|\theta|(第IV, §4, No. 7章,第12条命题)和∫dθ=∫v⋅d∣θ∣\int d\theta = \int v \cdot d|\theta|(第1章),假设意味着∫(1−v) d∣θ∣=0\int (1 - v) \, d|\theta| = 0,因此也意味着∫R(1−v) d∣θ∣=0\int \mathscr{R}(1 - v) \, d|\theta| = 0。 函数R(1−v)\mathscr{R}(1 - v)为正,因此零几乎无处不在,这意味着v=1v = 1几乎无处不在并完成证明。

6. 等效措施

命题 10 093A

令μ\mu和ν\nu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和ν\nu是相同的。 b) M(T)\mathscr{M}(T) 中μ\mu 和ν\nu 生成的能带是相同的。 c) 一个有ν=g⋅μ\nu = g \cdot \mu,其中gg在本地μ\mu可积,而g(t)>0g(t) > 0在μ\mu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和μ=h⋅ν\mu = h \cdot \nu,其中gg(分别hh)为正,且对于μ\mu(分别ν\nu)可局部积分。因此(No. 4,命题 8)hghg 是局部μ\mu可积且μ=(hg)⋅μ\mu = (hg) \cdot \mu。由此可见(No. 3,第 3 条命题的 Cor.2),对于 μ\mu,hghg 几乎在任何地方都等于 1,因此对于 μ\mu,g(t)>0g(t) > 0 和 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 和 g(t)>0g(t) > 0 局部几乎处处都是 μ\mu;

因为 (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 可积的,1/g1/g 是局部 ν\nu 可积的并且(1/g)⋅ν=μ(1/g) \cdot \nu = \mu(No. 4,第 8 条)。

定义 3 093B

如果提案 10 的措施 ∣θ∣|\theta| 和 ∣θ′∣|\theta'| 满足条件 a)、b)、c),则称局部紧凑空间 TT 上的两个复杂措施 θ,θ′\theta, \theta' 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和θ′\theta'等价,∣θ∣|\theta|和∣θ′∣|\theta'|等价是充分必要的。

注 093C

— 如果 μ\mu 和 ν\nu 是两个等效的正测量,则在 TT 上定义的可测量函数,以及任何拓扑空间 GG 中的值,对于 μ\mu 和 ν\nu 相同,如下: No. 3 的第 4 号提案。

引用了 1

引用了 命题 4

命题 11 093D

令 μ\mu 为 TT 的正测度。如果 TT 在无穷大处可数,则存在连续函数 hh,使得 h(t)>0h(t) > 0 对于所有 t∈Tt \in T 且测度 ν=h⋅μ\nu = h \cdot \mu(相当于 μ\mu)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(Kn)(K_n)为紧集的序列,形成TT的覆盖,并且对于每个nn,令fnf_n为H(T)\mathscr{H}(T)中的函数,使得0≤fn≤10 \leq f_n \leq 1和fn(t)=1f_n(t) = 1在KnK_n(第III, §1, No. 2、引理1)。令(an)(a_n)为数>0> 0中的序列,使得∑nan<+∞\sum_n a_n < +\infty; 级数h=∑nanfnh = \sum_n a_n f_n通常会收敛于TT,因而hh是TT上的连续函数,使得h(t)>0h(t) > 0对于所有t∈Tt \in T,通过构造。 设定 ν=h⋅μ\nu = h \cdot \mu,则我们有(第 3 条命题和第 IV, §1, No. 3 章,第 13 条命题)

ν∗(1)=∫∗h dμ≤∑nan∫fn dμ. \nu^*(1) = \int^* h \, d\mu \leq \sum_n a_n \int f_n \, d\mu .

当∫fn dμ>1\int f_n \, d\mu > 1时取例an=2−n(∫fn dμ)−1a_n = 2^{-n} (\int f_n \, d\mu)^{-1},否则取an=2−na_n = 2^{-n},我们有∑nan<+∞\sum_n a_n < +\infty和ν∗(1)<+∞\nu^*(1) < +\infty,这证明了命题。

命题 12 093E

令(μn)(\mu_n)为TT上有界正测度的序列;在TT上存在有界正测度μ\mu,使得关系μ∗(N)=0\mu^*(N) = 0等价于每个nn»的μn∗(N)=0\mu_n^*(N) = 0;每个措施μn\mu_n都有基μ\mu。此外,如果μ′\mu'是具有性质的TT的第二个积极措施,则μ\mu和μ′\mu'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的存在,我们可以限制为对于每个nn都有μn≠0\mu_n \neq 0;然后,度量族μn/2n∥μn∥\mu_n / 2^n \| \mu_n \|可在M(T)\mathscr{M}(T)中求和,并且其和μ\mu使得∥μ∥≤1\| \mu \| \leq 1。此外,由于μn≤2n∥μn∥⋅μ\mu_n \leq 2^n \| \mu_n \| \cdot \mu,关系μ(N)=0\mu(N) = 0意味着μn(N)=0\mu_n(N) = 0对于所有nn;相反,如果NN是集合,对于所有μn\mu_n来说可以忽略不计,那么对于μ\mu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 可忽略不计,因为 μ\mu 有界(§1, No. 2,第 7 条命题的 Cor.2)。

7. 外国人措施

给定 TT 上的两个实测度 ρ,σ\rho, \sigma,回想一下,如果 M(T)\mathscr{M}(T) 中的 inf⁡(∣ρ∣,∣σ∣)=0\inf(|\rho|, |\sigma|) = 0(第 II, §1, No. 1),则ρ\rho 和 σ\sigma 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。

定义 4 093F

有人说,TT上的复杂测度θ\theta集中在TT的子集MM上,或者MM携带θ\theta,如果CM\mathbf{C}M对于θ\theta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MM携带θ\theta时,它携带∣θ∣|\theta|。相当于说MM携带θ\theta,或者MM是θ\theta可测且θ=φM⋅θ\theta = \varphi_M \cdot \theta。如果θ\theta集中在MM,则基∣θ∣|\theta|的每个小节都集中在MM。

命题 13 093G

在阶中,TT上的两个复杂测度ρ\rho和σ\sigma彼此陌生,TT中存在两个不相交的集合RR和SS使得ρ\rho是充分必要的集中在RR,σ\sigma集中在SS; RR 和 SS 可以被认为是普遍可测的。

引用了 5 · 被以下引用 2

引用了 命题 7, V § 3, 推论, 命题 3, 推论 2, 命题 8

被以下引用 推论 3, 习题 9, § 6

集合μ=∣ρ∣\mu = |\rho|、ν=∣σ∣\nu = |\sigma|、λ=μ+ν\lambda = \mu + \nu;由于μ\mu和ν\nu以上由λ\lambda为界,因此存在两个局部λ\lambda可积函数uu和vv(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,ν=v⋅λ\nu = v \cdot \lambda。然后

inf⁡(∣ρ∣,∣σ∣)=inf⁡(μ,ν)=inf⁡(u,v)⋅λ \inf(|\rho|, |\sigma|) = \inf(\mu, \nu) = \inf(u, v) \cdot \lambda

(No. 2,Cor. of Prop. 2)。令AA(分别为BB)为t∈Tt \in T的集合,使得u(t)>0u(t) > 0和v(t)=0v(t) = 0(分别为u(t)=0u(t) = 0和v(t)>0v(t) > 0)。如果ρ\rho和σ\sigma是外来的,那么inf⁡(u,v)=0\inf(u, v) = 0在本地λ\lambda-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AA和BB携带分别为μ\mu和ν\nu。相反,假设μ\mu和ν\nu分别由不相交的、集合、RR和SS携带; φR\varphi_R 可测量μ=u⋅λ\mu = u \cdot \lambda 和 μ=φR⋅μ\mu = \varphi_R \cdot \mu。根据No. 4第8条,函数u′=uφRu' = u \varphi_R是λ\lambda可测量的,并且μ=u′⋅λ\mu = u' \cdot \lambda。类似地,如果v′=vφSv' = v \varphi_S则ν=v′⋅λ\nu = v' \cdot \lambda;一个结论,通过评论inf⁡(u′,v′)=0\inf(u', v') = 0(No. 2,Prop.2的Cor.)。

推论 1 093H

对于TT上的每个实际测量ν\nu,存在两个不相交的集合M,NM, N,分别携带ν+\nu^+和ν−\nu^-。

引用了 2

引用了 命题 2, III § 2, 命题 5, IV § 2

必须注意不要混淆支持ν\nu措施的概念和集中ν\nu的集合。 ν\nu 的支撑 S 是最小的闭合集合承载 ν\nu(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。更一般地,对于具有相同支持的两项积极措施μ\mu和ν\nu,可以拥有inf⁡(μ,ν)=0\inf(\mu, \nu) = 0(示例5)。

注还有,集合携带ν\nu的交是点t∈Tt \in T的集合,使得∣ν∣({t})>0|\nu|(\{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。

推论 2 093I

— 令ρ\rho和σ\sigma为两个外来复测度,并令ρ′\rho'和σ′\sigma'分别为允许相对于ρ\rho和σ\sigma的密度的两个复测度;那么ρ′\rho'和σ′\sigma'是外星人。

被以下引用 1

被以下引用 定理 3(勒贝格)

推论 3 093J

— 设ρ\rho和σ\sigma为两个外来复测度;然后∣ρ+σ∣=∣ρ∣+∣σ∣|\rho + \sigma| = |\rho| + |\sigma|。

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vv(分别ww)表示绝对值值 1 的普遍可测函数,使得ρ=v⋅∣ρ∣\rho = v \cdot |\rho|(分别σ=w⋅∣σ∣\sigma = w \cdot |\sigma|)(第2条的Cor.3),并用A表示普遍可测集合, ρ\rho,使得B=CAB = \mathbf{C}A携带σ\sigma(提案13);然后还有ρ+σ=(vφA+wφB)⋅(∣ρ∣+∣σ∣)\rho + \sigma = (v \varphi_A + w \varphi_B) \cdot (|\rho| + |\sigma|)。由于函数 vφA+wφBv \varphi_A + w \varphi_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 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',其中 gg 是局部 μ\mu 可积的,θ′\theta' 是与 μ\mu 不同的测度。然后∣θ∣=∣g∣⋅μ+∣θ′∣|\theta| = |g| \cdot \mu + |\theta'|。

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 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),以及在考虑到 Cor 的情况下,应用于此空间中由 μ\mu 生成的带。 No. 5 中的 2 个,Th。 2;此外,θ′\theta'和g⋅μg \cdot \mu则为正,这意味着gg局部为正μ\mu——几乎无处不在(第3条的Cor.3)。为了处理θ\theta不是正数的情况,集合ν=∣θ∣\nu = |\theta|、ν=f⋅μ+ν′\nu = f \cdot \mu + \nu'(其中ff是正数,并且ν′\nu'和μ\mu互不相容)和θ=v⋅ν\theta = v \cdot \nu,其中vv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',以及g=vfg = v f(因此∣g∣=f|g| = f)和θ′=v⋅ν′\theta' = v \cdot \nu'(因此命题2的∣θ′∣=ν′|\theta'| = \nu'); Cor. 措施θ′\theta' 和μ\mu 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′=g1⋅μ+θ1′\theta = g \cdot \mu + \theta' = g_1 \cdot \mu + \theta'_1,其中θ′\theta'和θ1′\theta'_1与μ\mu不相容; ∣θ′−θ1′∣|\theta' - \theta'_1| 的边界为 ∣θ′∣+∣θ1′∣|\theta'| + |\theta'_1|,因此 θ′−θ1′\theta' - \theta'_1 与 μ\mu 不相容,因此也与 (g1−g)⋅μ(g_1 - g) \cdot \mu 不相容。 关系θ′−θ1′=(g1−g)⋅μ\theta' - \theta'_1 = (g_1 - g) \cdot \mu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 Lloc1(T,μ;C)L^1_{loc}(T, \mu; \mathbf{C}) 可以(通过映射 g↦g⋅μg \mapsto g \cdot \mu)与子空间或 MC(T)\mathscr{M}_\mathbf{C}(T) 一起识别。根据此约定,定理 3 采用以下形式:

推出 093L

— *在空间 Lloc1(T,μ;C)L^1_{\text{loc}}(T, \mu; \mathbf{C}) 上存在空间 MC(T)\mathscr{M}_\mathbf{C}(T) 的投影算子 p,其核 p‾−1(0)\overline{p}^{-1}(0) 是集合与 μ\mu 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)|

对于每一个复杂的测量θ\theta。

如果 pp 被限制为集合有界度量,则可将空间 MC1(T)\mathscr{M}_\mathbf{C}^1(T) 中的投影算子 p1p^1 扩展到空间 LC1(T,μ)L^1_\mathbf{C}(T, \mu); 关系 ∥θ∥=∣θ∣(1)\| \theta \| = |\theta|(1) 意味着∥θ∥=∥p1(θ)∥+∥θ−p1(θ)∥\| \theta \| = \| p^1(\theta) \| + \| \theta - p^1(\theta) \| 对于每个有界复数测度 θ\theta。

8. 应用:I。 空间 LpL^p 的对偶性

我们在这里只处理真实的空间LpL^p的情况。

回想一下,两个数 p,qp, q 使得 1≤p≤+∞1 \leq p \leq +\infty、1≤q≤+∞1 \leq q \leq +\infty、1/p+1/q=11/p + 1/q = 1 被称为 共轭指数(第 IV, §6, No. 4 章)。每函数 g∈Lqg \in \mathscr{L}^q 定义 LpL^p 上的连续线性形式 θg\theta_g,通过经过与 Lp\mathscr{L}^p 上以线性形式 f↦∫fg dμf \mapsto \int fg\,d\mu 开始的商获得,且有Nq(g)=∥θg∥N_q(g) = \| \theta_g \|(第 IV, §6, No. 4 章,第 3 号提案的Cor.)。 经过到商,因此从映射 g↦θgg \mapsto \theta_g 推导出LqL^q 的等距线性映射 φ\varphi 到LpL^p 的对偶(Lp)′(L^p)'。我们将证明,对于 1≤p<+∞1 \leq p < +\infty,φ\varphi 映射 LqL^q 到 (Lp)′(L^p)',这样我们今后就可以将认同 Banach 空间 LqL^q 与 Banach 空间 (Lp)′(L^p)'通过同构φ\varphi。其他项中所述:

定理 4 093M

— *令 p 和 q 为两个共轭指数,使得 1≤p<+∞1 \leq p < +\infty。 Lp(T,μ)\mathscr{L}^p(T, \mu)上的每个连续线性形式都是型f↦∫fg dμf \mapsto \int fg\,d\mu,其中g是Lq(T,μ)\mathscr{L}^q(T, \mu)中的函数,而LqL^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为Lp\mathscr{L}^p上连续的线性形式;因而,对于每个函数f∈Lpf \in \mathscr{L}^p,存在数a≥0a \geq 0这样的∣θ(f)∣≤a⋅Np(f)|\theta(f)| \leq a \cdot N_p(f)。 Consider the restriction of θ\theta to the space K(T)\mathscr{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) (the space of continuous functions with compact support contained in K), one has Np(f)≤(μ(K))1/p∥f∥N_p(f) \leq (\mu(K))^{1/p} \| f \|; therefore the topology induced on K(T,K)\mathscr{K}(T, K) by that of Lp\mathscr{L}^p is coarser than the topology of uniform convergence, and the restriction of θ\theta to each K(T,K)\mathscr{K}(T, K) is consequently continuous for the latter topology. 这意味着 θ\theta 到 K(T)\mathscr{K}(T) 的限制是*实际度量* ν\nu(第 1 章) III, §1, No. 3,默认。 2)。

让我们证明对于 K(T)\mathscr{K}(T) 中的每个函数 ff,∣ν∣(∣f∣)≤a⋅Np(f)|\nu|(|f|) \leq a \cdot N_p(f)。只要证明公式对于f≥0f \geq 0就足够了。现在,对于K(T)\mathscr{K}(T)中的每个函数ψ\psi使得∣ψ∣≤f|\psi| \leq f,我们有

∣ν(ψ)∣≤a⋅Np(ψ)≤a⋅Np(f); |\nu(\psi)| \leq a \cdot N_p(\psi) \leq a \cdot 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}扩展立即针对ff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-可忽略的紧集是ν\nu-可忽略的,因而 ν\nu 是一个度量*与基* μ\mu (No. 5, Th. 2)。

因而,存在一个局部 μ\mu 可积正函数 h1h_1,使得对于每个函数 f∈K(T)f \in \mathscr{K}(T) 都有 ∣ν∣(f)=∫fh1dμ|\nu|(f) = \int f h_1 d\mu。让我们证明h1h_1在局部几乎处处都等于Lq\mathscr{L}^q中的函数。如果K(T)\mathscr{K}(T)中的函数f≥0f \geq 0使得Np(f)≤1N_p(f) \leq 1,则∫fh1dμ=∣ν∣(f)≤a\int f h_1 d\mu = |\nu|(f) \leq a。对于具有紧凑支持的 T 的每个连续映射 f0f_0 到[0,1][0,1],因此我们有 sup⁡∫(f0h1)fdμ≤a\sup \int (f_0 h_1) f d\mu \leq a,因为 ff 在 K(T)\mathscr{K}(T) 中运行超过函数 ≥0\geq 0 的集合,从而得到 Np(f)≤1N_p(f) \leq 1。由此推断,通过第 1 章的公式 (11)。 IV, §6, No. 4,那个Nq(f0h1)≤aN_q(f_0 h_1) \leq a。由此可见,当 K 时,sup⁡KNq(φKh1)≤a\sup_{K} N_q(\varphi_K h_1) \leq 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 vv 为绝对值 1 的普遍可测(实数)函数,使得 ν=v⋅∣ν∣\nu = v \cdot |\nu|(Th. 2 的 Cor. 3)并令 g=vh1g = v h_1;然后ν=g⋅μ\nu = g \cdot \mu,gg属于到Lq\mathscr{L}^q。对于每个函数 f∈K(T)f \in \mathscr{K}(T),我们有 θ(f)=ν(f)=∫fgdμ\theta(f) = \nu(f) = \int f g d\mu。其他字中,K(T)\mathscr{K}(T)上连续的线性形式θ\theta和θg\theta_g重合;因而,它们在 Lp\mathscr{L}^p 上相等,因为 K(T)\mathscr{K}(T) 在 Lp\mathscr{L}^p 中是稠密的,这完成了证明。

推论 093N

— *对于每个数 p 使得 1<p<+∞1 < p < +\infty,Banach 空间 Lp(T,μ)L^p(T, \mu) 是自反的。

一般来说,L∞L^\infty的对偶与L1L^1不同构,因而L1L^1和L∞L^\infty不是自反的(Exer.10)。我们将描述 L∞L^\infty 上的连续线性形式,通过商的传递,从 L∞\mathscr{L}^\infty 上的线性形式 g↦∫fgdμg \mapsto \int f g d\mu 产生,其中 g∈L1g \in \mathscr{L}^1。

有序的向量空间 L∞(T,μ)L^\infty(T, \mu),即 Lloc1(T,μ)L^1_{loc}(T, \mu) 的子空间,是*完全格序的*;因为,如果(fα)(f_\alpha)是L∞\mathscr{L}^\infty中的正函数族,其类(f˙α)(\dot{f}_\alpha)的集合在L∞L^\infty的上方有界,则存在a≥0a \geq 0使得N∞(fα)≤aN_\infty(f_\alpha) \leq a对于所有α\alpha。由于 Lloc1(T,μ)L^1_{loc}(T, \mu) 是完全格序的,(f˙α)(\dot{f}_\alpha)族在Lloc1(T,μ)L^1_{loc}(T, \mu)中承认一个上等h˙\dot{h};但由于每一个α\alpha都有a˙≥f˙α\dot{a} \geq \dot{f}_\alpha,我们有h˙≤a˙\dot{h} \leq \dot{a},因而N∞(h)≤aN_\infty(h) \leq a,从而我们的断言。

命题 14 093O

— 在阶中,L∞\mathscr{L}^\infty上的正线性形式θ\theta为型f↦∫fgdμf \mapsto \int f g d\mu,其中g∈L1g \in \mathscr{L}^1,有充分必要,*对于每个递增定向家庭(fα)α∈A(f_\alpha)_{\alpha \in A}的正函数 L∞\mathscr{L}^\infty,其类(f˙α)α∈A(\dot{f}_\alpha)_{\alpha \in A}的集合在L∞L^\infty上界,并承认h˙\dot{h}为其空间中的上等,有

θ(h)=sup⁡α∈Aθ(fα). \theta(h) = \sup_{\alpha \in A} \theta(f_\alpha).
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⋅μh \cdot \mu是测度fα⋅μf_\alpha \cdot \mu(No. 5,Scholium)的集合在M(T)\mathscr{M}(T)中的至高;因此(第II, §2, No. 2),对于K(T)\mathscr{K}(T)中的每个函数φ≥0\varphi \geq 0,我们有∫hφ dμ=sup⁡α∈A∫fαφ dμ\int h \varphi \, d\mu = \sup_{\alpha \in A} \int f_\alpha \varphi \, d\mu。如果现在aa是数≥0\geq 0,使得N∞(fα)≤aN_\infty(f_\alpha) \leq a对于所有α∈A\alpha \in A(这意味着N∞(h)≤aN_\infty(h) \leq a),那么对于每个ε>0\varepsilon > 0,都存在一个φ∈K(T)\varphi \in \mathscr{K}(T),使得φ≥0\varphi \geq 0和N1(g−φ)≤εN_1(g - \varphi) \leq \varepsilon,从中我们推断∫fα∣g−φ∣ dμ≤aε\int f_\alpha |g - \varphi| \, d\mu \leq a \varepsilon 适用于所有 α∈A\alpha \in A 和 ∫h∣g−φ∣ dμ≤aε\int h |g - \varphi| \, d\mu \leq a \varepsilon。从sup⁡α∈A∫fαg dμ≤∫hg dμ\sup_{\alpha \in A} \int f_\alpha g \, d\mu \leq \int h g \, d\mu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:

引理 4 093P

1° *令 ff 为TT 上的下半连续且有界正函数。那么L∞L^\infty中的类f˙\dot{f}是类φ˙\dot{\varphi}的集合的上确界,其中φ\varphi超过K(T)\mathscr{K}(T)中的函数的集合,使得0≤φ≤f0 \leq \varphi \leq 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 ff 为 TT 上可测量且有界的正函数。那么L∞L^\infty中的类f˙\dot{f}是类ψ˙\dot{\psi}的集合的下确界,其中ψ\psi越过下半连续的集合并且在TT上有界函数为≥f\geq f.

1° 设 L∞\mathscr{L}^\infty 中的 f′f' 为函数,使得 f˙′\dot{f}' 为函数 φ\varphi 的类 φ˙\dot{\varphi} 集合 L∞L^\infty 中的上界K(T)\mathscr{K}(T)使得0≤φ≤f0 \leq \varphi \leq f;显然f˙′≤f˙\dot{f}' \leq \dot{f}。令UU为TT的相对紧凑的开子集;对于 K(T)\mathscr{K}(T) 中的每一个函数 hh,使得 0≤h≤fφU0 \leq h \leq f \varphi_U 到定义,本地几乎所有地方都有 h(t)≤f′(t)h(t) \leq f'(t),因此几乎所有地方都有 h(t)≤f′(t)φU(t)h(t) \leq f'(t) \varphi_U(t);由此可见∫h dμ≤∫f′φU dμ\int h \, d\mu \leq \int f' \varphi_U \, d\mu。然而,由于fφUf \varphi_U是下半连续的,∫fφU dμ=sup⁡∫h dμ\int f \varphi_U \, d\mu = \sup \int h \, d\mu,其中hh在K(T)\mathscr{K}(T)中超过函数的集合,使得0≤h≤fφU0 \leq h \leq f \varphi_U(第IV, §1, No. 1,定义1);因此

∫fφU dμ≤∫f′φU dμ, \int f \varphi_U \, d\mu \leq \int f' \varphi_U \, d\mu,

并且由于 f′φU≤fφUf' \varphi_U \leq f \varphi_U 几乎无处不在,必然 fφU=f′φUf \varphi_U = f' \varphi_U 几乎无处不在,从而 f=f′f = f' 局部几乎无处不在。

2° 设f′f'为L∞\mathscr{L}^\infty中的函数,使得f˙′\dot{f}'为有界下半连续函数ψ\psi的类ψ˙\dot{\psi}的集合L∞L^\infty中的下确界,并且≥f\geq f;然后f˙′≥f˙\dot{f}' \geq \dot{f}。设KK是TT的紧子集;对于每个有界的下半连续函数hh和≥fφK\geq f \varphi_K,令h‾\overline{h}为函数等于KK上的hh以及T−KT - K上的∥f∥+∥h∥\|f\| + \|h\|。那么 h‾\overline{h} 是下半连续的,≥f\geq f,因此几乎处处局部都有定义 h‾(t)≥f′(t)\overline{h}(t) \geq f'(t);由此可见,h(t)≥f′(t)φK(t)h(t) \geq f'(t)\varphi_K(t)几乎无处不在,从而∫hdμ≥∫f′φKdμ\int h d\mu \geq \int f'\varphi_K d\mu。但是 ∫fφKdμ=inf⁡∫hdμ\int f\varphi_K d\mu = \inf \int h d\mu,其中 hh 超过有界的下半连续函数的集合和 ≥fφK\geq f\varphi_K(第 IV, §1, No. 3,定义 3);因此

∫fφKdμ≥∫f′φKdμ, \int f\varphi_K d\mu \geq \int f'\varphi_K d\mu,

由于 fφK≤f′φKf\varphi_K \leq f'\varphi_K 几乎无处不在,必然 fφK=f′φKf\varphi_K = f'\varphi_K 几乎无处不在,从而 f=f′f = f' 局部几乎无处不在。

引理已被证明,令θ\theta为第14条命题叙述中L∞\mathscr{L}^\infty满足条件的正线性形式。θ\theta到空间K(T)\mathscr{K}(T)的限制是对TT采取积极措施ν\nu。我们将证明,对于每一个正函数 f∈L∞(T,μ)f \in \mathscr{L}^\infty(T, \mu),都有 θ(f)=ν∗(f)\theta(f) = \nu^*(f)。首先假设 ff 是下半连续(且有界);通过引理 4,ff是类φ˙\dot{\varphi}的递增有向集合的上等,其中φ\varphi在K(T)\mathscr{K}(T)中超过函数的有向集合Φ\Phi,这样那个0≤φ≤f0 \leq \varphi \leq f。由于假设θ(f)=sup⁡φ∈Φθ(φ)\theta(f) = \sup_{\varphi \in \Phi} \theta(\varphi)和ν∗(f)=sup⁡φ∈Φν(φ)\nu^*(f) = \sup_{\varphi \in \Phi} \nu(\varphi)定义,我们的断言在这种情况下得到了证明。其次,假设ff是μ\mu可测且有界;然后,通过定义,ν∗(f)=inf⁡ψ∈Ψν∗(ψ)\nu^*(f) = \inf_{\psi \in \Psi} \nu^*(\psi),其中ψ\psi运行在有界的下半连续函数和≥f\geq f的递减有向集合Ψ\Psi上。如果a≥∥f∥a \geq \|f\|则,叙述应用假设到函数a−ψa - \psi类递增有向集合,其中ψ∈Ψ\psi \in \Psi和ψ≤a\psi \leq a,可见,凭借引理,即θ(f)=inf⁡ψ∈Ψθ(ψ)\theta(f) = \inf_{\psi \in \Psi} \theta(\psi),因此确实是θ(f)=ν∗(f)\theta(f) = \nu^*(f)。特别是,对于每个μ\mu-可忽略的函数f≥0f \geq 0,一个人有θ(f)=0\theta(f) = 0,因而ν∗(f)=0\nu^*(f) = 0,因而(No. 5,Th.2)ν\nu是一个度量*与基*μ\mu;此外,ν∗(1)=θ(1)<+∞\nu^*(1) = \theta(1) < +\infty,因而(Th.1的Cor.)ν=g⋅μ\nu = g \cdot \mu与g∈L1(T,μ)g \in \mathscr{L}^1(T, \mu)。最后,由于每个μ\mu可测函数都是ν\nu可测,因此每个正函数f∈L∞(T,μ)f \in \mathscr{L}^\infty(T, \mu)都是ν\nu可积和∫fgdμ=ν∗(f)=θ(f)\int fg d\mu = \nu^*(f) = \theta(f),从而完成证明。

第 14 号提案中的一个结论型 f↦∫fgdμf \mapsto \int fg d\mu 的 L∞\mathscr{L}^\infty 上的线性形式,其中 g∈L1g \in \mathscr{L}^1,是差 θ1−θ2\theta_1 - \theta_2,其中 θ1\theta_1 和 θ2\theta_2 为正线性形式提案 14 的满足条件。

9. 应用:II。 函数措施

令 μ1,μ2,…,μn\mu_1, \mu_2, \ldots, \mu_n 为 T 上的实测度,并令 u(x1,…,xn)u(x_1, \ldots, x_n) 为有限数值函数,在 Rn\mathbf{R}^n 上定义,且为正齐次,即 (Ch. I, §1, No. 1),使得

u(αx1,…,αxn)=αu(x1,…,xn) u(\alpha x_1, \ldots, \alpha x_n) = \alpha u(x_1, \ldots, x_n)

对于每个标量α⩾0\alpha \geqslant 0。 T 上存在正向测度 λ\lambda,使得 1⩽i⩽n1 \leqslant i \leqslant n 具有∣μi∣⩽λ|\mu_i| \leqslant \lambda(对于例、和 ∑i=1n∣μi∣\sum_{i=1}^n |\mu_i|)。令 λ\lambda 和 λ′\lambda' 为 T 上的两个此类测度。可以写为 μi=fi⋅λ=fi′⋅λ′\mu_i = f_i \cdot \lambda = f'_i \cdot \lambda',其中 fif_i(分别为 fi′f'_i)是可测的,并且本质上有界于测度 λ\lambda(分别为 λ′\lambda')(No. 5,Th.2)。我们将建立以下结果:*在阶中,数值函数u(f1,…,fn)u(f_1, \ldots, f_n)对于λ\lambda可局部可积,函数u(f1′,…,fn′)u(f'_1, \ldots, f'_n)对于λ′\lambda'可局部可积是必要且充分的,在这种情况下*

u(f1,…,fn)⋅λ=u(f1′,…,fn′)⋅λ′. u(f_1, \ldots, f_n) \cdot \lambda = u(f'_1, \ldots, f'_n) \cdot \lambda'.

从∣μi∣⩽inf⁡(λ,λ′)|\mu_i| \leqslant \inf(\lambda, \lambda')开始,我们可以将自己限制在λ⩽λ′\lambda \leqslant \lambda'的情况。然后λ=g⋅λ′\lambda = g \cdot \lambda',其中gg是λ′\lambda'可测量的函数,使得0⩽g⩽10 \leqslant g \leqslant 1(No. 5,Th.2); 从而(No. 4,提案 8)

μi=fi⋅(g⋅λ′)=(fig)⋅λ′; \mu_i = f_i \cdot (g \cdot \lambda') = (f_i g) \cdot \lambda';

由此可见(No. 3,第 3 条命题第 2 条),对于 λ′\lambda',figf_i g 几乎在任何地方都等于 fi′f'_i。因而,根据 (12),

u(f1′,…,fn′)=u(f1g,…,fng)=u(f1,…,fn)g u(f'_1, \ldots, f'_n) = u(f_1 g, \ldots, f_n g) = u(f_1, \ldots, f_n) g

当地几乎所有地方都只需λ′\lambda'。在阶中,u(f1′,…,fn′)u(f'_1, \ldots, f'_n) 是λ′\lambda' 局部可积的,因而,u(f1,…,fn)gu(f_1, \ldots, f_n) g 对于 λ′\lambda' 是局部可积的,因而(No. 4,命题 8)u(f1,…,fn)u(f_1, \ldots, f_n) 对于 λ\lambda 是局部可积的;然后(No. 4,提案 8)

u(f1′,…,fn′)⋅λ′=(u(f1,…,fn)g)⋅λ′=u(f1,…,fn)⋅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.

因而,测度u(f1,…,fn)⋅λu(f_1, \ldots, f_n) \cdot \lambda仅取决于测度μ1,…,μn\mu_1, \ldots, \mu_n和函数uu;它也表示为u(μ1,…,μn)u(\mu_1, \ldots, \mu_n)。因而,每当 uu 是正齐次函数时,就定义该测度,使得对于所有 ∣μi∣|\mu_i| 的正测度 λ\lambda 即上界,u(f1,…,fn)u(f_1, \ldots, f_n) 是局部 λ\lambda 可积的,其中 fif_i 表示密度 μi\mu_i相对于λ\lambda。 注当 uu 是正齐次且*连续*时,条件得到满足:对于,则有

∣u(x1,…,xn)∣≤a(∣x1∣+∣x2∣+⋯+∣xn∣) |u(x_1, \ldots, x_n)| \leq a(|x_1| + |x_2| + \cdots + |x_n|)
(*u* 的边界在 (0,…,0)(0, \ldots, 0) 的足够小的邻域内),并且由于 u(f1,…,fn)u(f_1, \ldots, f_n) 是 λ\lambda 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 可积的(章节 IV, §5, No. 6,Th. 5)。

令u1,…,upu_1, \ldots, u_p是在Rn\mathbf{R}^n上定义的正齐次数值函数,使得pp函数gk=uk(f1,…,fn)g_k = u_k(f_1, \ldots, f_n)(1≤k≤p)(1 \leq k \leq p)是局部λ\lambda可积的。令 vv 为在 Rp\mathbf{R}^p 上定义的正齐次数值函数,使得 v(g1,…,gp)v(g_1, \ldots, g_p) 是局部 λ\lambda 可积的。 集合

w(x1,…,xn)=v(u1(x1,…,xn),…,up(x1,…,xn)). w(x_1, \ldots, x_n) = v(u_1(x_1, \ldots, x_n), \ldots, u_p(x_1, \ldots, x_n)).
那么,函数ww是正齐次的,w(f1,…,fn)w(f_1, \ldots, f_n)是局部λ\lambda可积的,并且通过定义,
w(μ1,…,μn)=v(u1(μ1,…,μn),…,up(μ1,…,μn)). w(\mu_1, \ldots, \mu_n) = v(u_1(\mu_1, \ldots, \mu_n), \ldots, u_p(\mu_1, \ldots, \mu_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)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)的措施;这是从 Cor 立即得出的。 No. 2 的第 2 号提案。如果μ\mu和ν\nu是两个实度量,并且θ=μ+iν\theta = \mu + i\nu,则∣θ∣=μ2+ν2|\theta| = \sqrt{\mu^2 + \nu^2};例如,令 λ\lambda 为≥0\geq 0 的测度,即 ∣μ∣|\mu| 和 ∣ν∣|\nu| 的上界,并令 f,gf, g 为λ\lambda 局部可积函数,使得 μ=f⋅λ, ν=g⋅λ\mu = f \cdot \lambda,\ \nu = g \cdot \lambda;那么

μ2+ν2=f2+g2⋅λ, \sqrt{\mu^2 + \nu^2} = \sqrt{f^2 + g^2} \cdot \lambda,
θ=(f+ig)⋅λ, therefore (No. 2, Prop. 2) ∣θ∣=f2+g2⋅λ. \theta = (f + ig) \cdot \lambda,\ \text{therefore (No. 2, Prop. 2)}\ |\theta| = \sqrt{f^2 + g^2} \cdot \lambda.
该方法可以应用于Rn\mathbf{R}^n中曲线的正齐次函数(x12+…+xn2)1/2(x_1^2 + \ldots + x_n^2)^{1/2}到定义长度。

10. 分散措施;原子措施

定义 5 093Q

如果* ∣θ∣({t})=0|\theta|(\{t\}) = 0 对于每个 t∈Tt \in T,则 T 上的测量 θ\theta 被认为是扩散的。

例 093R

— R\mathbf{R} 上的勒贝格测度是分散的(第 IV, §1, No. 3,*注* 1)。

说θ\theta是TT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|,或者再次说∣θ∣|\theta|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) 中的一个频带(Ch. II, §1, No. 5,Th. 1)。

回想一下(第 III, §1, No. 3 章),TT 上的复数测度 ρ\rho 被称为“原子”,如果它是形式 ∑t∈Tα(t)εt\sum_{t \in T} \alpha(t) \varepsilon_t,其中 α\alpha 是 TT 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 TT的子集KK,表示族(α(t)εt)t∈T(\alpha(t) \varepsilon_t)_{t \in 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)∣εt|\rho| = \sum_{t \in T} |\alpha(t)| \varepsilon_t。这些公式中出现的函数α\alpha是唯一确定的,因为α(t)=ρ({t})\alpha(t) = \rho(\{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

命题 15 093S

TT上的每个复杂测度σ\sigma都可以用一种且仅一种方式写成形式ρ+θ\rho + \theta,其中ρ\rho是原子测度,θ\theta是扩散测度;那么就有 ∣σ∣=∣ρ∣+∣θ∣|\sigma| = |\rho| + |\theta|.*。

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是原子的,θ\theta是扩散的,必然是ρ=∑t∈Tρ({t})εt=∑t∈Tσ({t})εt\rho = \sum_{t \in T} \rho(\{t\}) \varepsilon_t = \sum_{t \in T} \sigma(\{t\}) \varepsilon_t和θ=σ−ρ\theta = \sigma - \rho。为了建立存在性,只要观察到每一个紧集KK都有∑t∈K∣σ({t})∣≤∣σ∣(K)<+∞\sum_{t \in K} |\sigma(\{t\})| \leq |\sigma|(K) < +\infty,这样就可以集合∑t∈Tσ({t})εt=ρ\sum_{t \in T} \sigma(\{t\}) \varepsilon_t = \rho。措施 σ−ρ\sigma - \rho 显然是分散的,关系 ∣σ∣=∣ρ∣+∣σ−ρ∣|\sigma| = |\rho| + |\sigma - \rho| 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由集合MM携带,并且如果每个t∈Mt \in M都有∣σ∣({t})>0|\sigma|(\{t\}) > 0,那么σ\sigma是*原子的*。

习题

参见习题为 § 5。

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