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§ 6。 像尺寸
1. 像积极措施
令X X X 为空间的局部紧凑空间,π \pi π 将T T T 的μ \mu μ 可测映射放入X X X 。说对( π , 1 ) (\pi, 1) ( π , 1 ) 是*μ \mu μ 适应*(§4, No. 1)相当于说,对于每个函数f ∈ K ( X ) f \in \mathscr{K}(X) f ∈ K ( X ) ,函数f ∘ π f \circ \pi f ∘ π *本质上是μ \mu μ 可积*。
a) 对于每个函数 f ∈ K ( X ) f \in \mathscr{K}(X) f ∈ K ( X ) ,f ∘ π f \circ \pi f ∘ π 本质上是 μ \mu μ -*可积*。
b) 对于每个紧集 K ⊂ X K \subset X K ⊂ X ,π ‾ − 1 ( K ) \overline{\pi}^{-1}(K) π − 1 ( K ) 本质上是 μ \mu μ -*可积*。
我们刚刚观察到 a) 意味着对 ( π , 1 ) (\pi, 1) ( π , 1 ) 是 μ \mu μ 适应的。因而(§ 4, No. 4,Th.2),对于每个紧集K ⊂ X K \subset X K ⊂ X ,函数φ K ∘ π = φ A \varphi_K \circ \pi = \varphi_A φ K ∘ π = φ A ,其中A = π ‾ − 1 ( K ) A = \overline{\pi}^{-1}(K) A = π − 1 ( K ) 本质上是μ \mu μ 可积,在其他字中,a)意味着b)。
相反,假设对于X X X 的每个紧致子集K K K ,π ‾ − 1 ( K ) \overline{\pi}^{-1}(K) π − 1 ( K ) 本质上是μ \mu μ 可积,并且让我们证明a)已被验证。事实上,让S S S 成为f f f 的支撑;由于 S S S 是紧致的,设定 A = π ‾ − 1 ( S ) A = \overline{\pi}^{-1}(S) A = π − 1 ( S ) 我们有假设,
∫ ∙ ∣ f ( π ( t ) ) ∣ d μ ( t ) ≤ ∥ f ∥ ∫ ∙ φ S ( π ( t ) ) d μ ( t ) = ∥ f ∥ ∫ ∙ φ A ( t ) d μ ( t ) < + ∞ .
\int^\bullet |f(\pi(t))| \, d\mu(t) \leq \|f\| \int^\bullet \varphi_S(\pi(t)) \, d\mu(t) = \|f\| \int^\bullet \varphi_A(t) \, d\mu(t) < +\infty.
∫ ∙ ∣ f ( π ( t )) ∣ d μ ( t ) ≤ ∥ f ∥ ∫ ∙ φ S ( π ( t )) d μ ( t ) = ∥ f ∥ ∫ ∙ φ A ( t ) d μ ( t ) < + ∞.
由于 f ∘ π f \circ \pi f ∘ π 是 μ \mu μ 可测(第 IV, § 5, No. 3,第 1 章),我们看到 f ∘ π f \circ \pi f ∘ π 本质上是 μ \mu μ 可积(§ 1, No. 3,第 9 条)。
性质 b) 显然等价于以下内容(因此也等价于 a)):
c) 对于 X X X 的每个点* x x x , 存在一个* V V V 的邻域 x x x 使得 π ‾ − 1 ( V ) \overline{\pi}^{-1}(V) π − 1 ( V ) 本质上是 μ \mu μ -*可积*。
让*μ \mu μ *成为局部紧凑空间*T T T 的正测度。 映射 π \pi π of T T T 转化为局部紧凑的空间 X X X 据说是 μ \mu μ *-适当*(*或适当的度量* μ \mu μ )*如果对* ( π , 1 ) (\pi, 1) ( π , 1 ) 是 μ \mu μ *-适应*,*即* (§ 4, No. 1),*如果* π \pi π 是 μ \mu μ *-可测量并满足命题 1* 的(等效)条件。 测量 ∫ ε π ( t ) d μ ( t ) \int \varepsilon_{\pi(t)} \, d\mu(t) ∫ ε π ( t ) d μ ( t ) 在 X X X 然后称为 μ \mu μ 下 π \pi π 的像,并表示为 π ( μ ) \pi(\mu) π ( μ ) 。
引用了 2 · 被以下引用 2 引用了 V § 4. 。整合积极的点措施 , 命题 1
被以下引用 VI § 2. 。矢量测量 , 定理 1, VI § 3
因此,如果 ν = π ( μ ) \nu = \pi(\mu) ν = π ( μ ) 那么,通过定义,对于 f ∈ K ( X ) f \in \mathscr{K}(X) f ∈ K ( X ) 有
∫ f ( x ) d ν ( x ) = ∫ f ( π ( t ) ) d μ ( t ) .
\int f(x) \, d\nu(x) = \int f(\pi(t)) \, d\mu(t).
∫ f ( x ) d ν ( x ) = ∫ f ( π ( t )) d μ ( t ) .
2. 关于积极措施像的积分
设π \pi π 是T到X的μ \mu μ 真映射,并设ν = π ( μ ) \nu = \pi(\mu) ν = π ( μ ) 。 应用 §4的结果,得到如下叙述:
— 对于每个数字函数 f ⩾ 0 f \geqslant 0 f ⩾ 0 定义于 X,
∫ ∙ f ( x ) d ν ( x ) = ∫ ∙ f ( π ( t ) ) d μ ( t ) .
\int^\bullet f(x)\, d\nu(x) = \int^\bullet f(\pi(t))\, d\mu(t).
∫ ∙ f ( x ) d ν ( x ) = ∫ ∙ f ( π ( t )) d μ ( t ) . (2)
引用了 1 · 被以下引用 3 引用了 定理 1, V § 4
被以下引用 引理 2, IX § 1 , 推论 1 , 命题 11, V § 8
这是从 Th 得出的。 §4, No. 2 中的 1 个。
— 对于每个子集 A of X,
ν ∙ ( A ) = μ ∙ ( π − 1 ( A ) ) .
\nu^\bullet(A) = \mu^\bullet(\pi^{-1}(A)).
ν ∙ ( A ) = μ ∙ ( π − 1 ( A )) .
被以下引用 1 被以下引用 命题 11, V § 8
因为,如果N = X − π ( M ) N = X - \pi(M) N = X − π ( M ) 则π − 1 ( N ) \pi^{-1}(N) π − 1 ( N ) 不与M相交,因此局部μ \mu μ 可忽略不计,因而(Cor.2)N局部ν \nu ν 可忽略不计。
因为,它是从 Cor 得出的。 3 π ( μ ) \pi(\mu) π ( μ ) 集中于π ( S ) \pi(S) π ( S ) ,因此如果S ′ S' S ′ 是π ( μ ) \pi(\mu) π ( μ ) 的支撑,则S ′ ⊂ π ( S ) S' \subset \pi(S) S ′ ⊂ π ( S ) 。另一方面,π − 1 ( X − S ′ ) \pi^{-1}(X - S') π − 1 ( X − S ′ ) 是局部μ \mu μ 可忽略的开集合(Cor.2),因而μ \mu μ 可忽略不计(第5章第IV, §5, No. 2,Cor.2)。因而π − 1 ( X − S ′ ) ⊂ T − S \pi^{-1}(X - S') \subset T - S π − 1 ( X − S ′ ) ⊂ T − S ,因而π ( S ) ⊂ S ′ \pi(S) \subset S' π ( S ) ⊂ S ′ ,这证明了推论。
— 对于 X 的子集 A 为 ν \nu ν 可测,π − 1 ( A ) \pi^{-1}(A) π − 1 ( A ) 为 μ \mu μ 可测是充分必要的。
被以下引用 1 被以下引用 定理 4, VI § 3
然而,T 的 μ \mu μ 可测量子集 M 的 π \pi π 下的像不一定是 ν \nu ν 可测量,即使 π \pi π 是连续的且 M μ \mu μ 可忽略不计(Exer. 7 和 §8,Exer. 1)。
— 设 f 是在 X 上定义的函数,其中值在 R ‾ \overline{\mathbf{R}} R 或 Banach 空间 F 中。 为了使 f 本质上 ν \nu ν 可积,f ∘ π f \circ \pi f ∘ π 本质上 μ \mu μ 可积是必要且充分的,在这种情况下
∫ f ( x ) d ν ( x ) = ∫ f ( π ( t ) ) d μ ( t ) .
\int f(x)\, d\nu(x) = \int f(\pi(t))\, d\mu(t).
∫ f ( x ) d ν ( x ) = ∫ f ( π ( t )) d μ ( t ) .
引用了 1 · 被以下引用 9 引用了 定理 2, V § 4
被以下引用 推论 , 命题 4 , 命题 5 , 命题 7 , 命题 9 , 命题 2, VI § 1 , 定理 1, VI § 3 , 定理 4, VI § 3 , 命题 2, VIII § 1
此外,假设 π \pi π 是连续且正确的。那么,要使 f ν \nu ν 可积,f ∘ π f \circ \pi f ∘ π μ \mu μ 可积是充分必要的。
应用Th就足够了。 2 个§4, No. 4。
— 为了使X的子集 A本质上ν \nu ν 可积,π − 1 ( A ) \pi^{-1}(A) π − 1 ( A ) 本质上μ \mu μ 可积是必要且充分的,在这种情况下是ν ( A ) = μ ( π − 1 ( A ) ) \nu(A) = \mu(\pi^{-1}(A)) ν ( A ) = μ ( π − 1 ( A )) 。
引用了 3 · 被以下引用 1 引用了 V § 5. 。由数值密度定义的度量 , 命题 15, V § 5 , 推论 3
被以下引用 命题 4
特别是,对于每个紧集 K ⊂ X K \subset X K ⊂ X ,ν ( K ) = μ ( π − 1 ( K ) ) \nu(K) = \mu(\pi^{-1}(K)) ν ( K ) = μ ( π − 1 ( K )) 。由此可见,Cor.命题 2 的第 3 条指出,如果 μ \mu μ 是原子的 (§ 5, No. 10),那么 π ( μ ) = ν \pi(\mu) = \nu π ( μ ) = ν 也是原子的。对于,令 M 为 t ∈ T t \in T t ∈ T 的集合,使得 μ ( { t } ) ≠ 0 \mu(\{t\}) \neq 0 μ ({ t }) = 0 ;由于μ \mu μ 由M携带,ν \nu ν 由π ( M ) \pi(M) π ( M ) 携带;此外,对于每一个x ∈ π ( M ) x \in \pi(M) x ∈ π ( M ) ,我们都有ν ( { x } ) = μ ( π − 1 ( x ) ) > 0 \nu(\{x\}) = \mu(\pi^{-1}(x)) > 0 ν ({ x }) = μ ( π − 1 ( x )) > 0 ,因为π − 1 ( x ) \pi^{-1}(x) π − 1 ( x ) 包含至少有M的一个点。因而ν \nu ν 是原子的(§ 5, No. 10,命题15)。
3. 正测度像的性质
— 令 T、T'、T'' 为三个局部紧凑空间、μ \mu μ T 的正测度、π \pi π 将 T 的 μ \mu μ 可测量映射放入 T'、将 T' 的 π ′ \pi' π ′ 映射放入 T'' 以及 π ′ ′ = π ′ ∘ π \pi'' = \pi' \circ \pi π ′′ = π ′ ∘ π 。
引用了 4 · 被以下引用 5 引用了 推论 , 命题 3 , 定理 1 , 命题 7, IV § 5
被以下引用 习题 11, § 6 , 习题 18, § 6 , 推论 2, V § 7 , 引理 2, VIII § 1 , 命题 1, VIII § 1
a) 假设π \pi π 是μ \mu μ -真值,令μ ′ = π ( μ ) \mu' = \pi(\mu) μ ′ = π ( μ ) 。为了使π ′ \pi' π ′ 成为μ ′ \mu' μ ′ -本征,π ′ ′ \pi'' π ′′ 是μ \mu μ -本征是必要且充分的,在这种情况下π ′ ′ ( μ ) = π ′ ( π ( μ ) ) \pi''(\mu) = \pi'(\pi(\mu)) π ′′ ( μ ) = π ′ ( π ( μ )) (“度量的像的传递性”)。
b) 假设π ′ \pi' π ′ 是连续的,且π ′ ′ \pi'' π ′′ 是μ \mu μ -本征;那么π \pi π 是μ \mu μ -本征,π ′ \pi' π ′ 是π ( μ ) \pi(\mu) π ( μ ) -本征以及π ′ ′ ( μ ) = π ′ ( π ( μ ) ) \pi''(\mu) = \pi'(\pi(\mu)) π ′′ ( μ ) = π ′ ( π ( μ )) 。
在 a) 的假设下,对于 π ′ ′ \pi'' π ′′ μ \mu μ 可测,π ′ \pi' π ′ μ ′ \mu' μ ′ 可测是充分必要的(No. 2,命题 3)。另一方面,如果K K K 是T ′ ′ T'' T ′′ 的紧子集,则π ′ ′ ( K ) = π − 1 ( π ′ ( K ) ) \pi''(K) = \pi^{-1}(\pi'(K)) π ′′ ( K ) = π − 1 ( π ′ ( K )) ;对于π ′ ′ ( K ) \pi''(K) π ′′ ( K ) 本质上μ \mu μ 可积,π ′ ( K ) \pi'(K) π ′ ( K ) 本质上μ ′ \mu' μ ′ 可积是必要且充分的,由Cor.的 Th。 1. 最后,如果 π ′ ′ \pi'' π ′′ 是 μ \mu μ ,那么,设定 μ ′ ′ = π ′ ′ ( μ ) \mu'' = \pi''(\mu) μ ′′ = π ′′ ( μ ) ,对于每个函数 f ∈ H ( T ′ ′ ) f \in \mathscr{H}(T'') f ∈ H ( T ′′ ) ,我们有,
∫ f ( t ′ ′ ) d μ ′ ′ ( t ′ ′ ) = ∫ f ( π ′ ′ ( t ) ) d μ ( t )
\int f(t'')\, d\mu''(t'') = \int f(\pi''(t))\, d\mu(t)
∫ f ( t ′′ ) d μ ′′ ( t ′′ ) = ∫ f ( π ′′ ( t )) d μ ( t )
= ∫ f ( π ′ ( π ( t ) ) ) d μ ( t ) = ∫ f ( π ′ ( t ′ ) ) d μ ′ ( t ′ )
= \int f\left(\pi'\left(\pi(t)\right)\right)\, d\mu(t) = \int f(\pi'(t'))\, d\mu'(t')
= ∫ f ( π ′ ( π ( t ) ) ) d μ ( t ) = ∫ f ( π ′ ( t ′ )) d μ ′ ( t ′ )
通过 Th。 No. 2 的 1,完备的 a) 的证明。
在b)的假设下,令K ′ K' K ′ 是T ′ T' T ′ 的紧子集。那么K ′ ′ = π ′ ( K ′ ) K'' = \pi'(K') K ′′ = π ′ ( K ′ ) 是紧的,因此π ′ ′ ( K ′ ′ ) \pi''(K'') π ′′ ( K ′′ ) 本质上是μ \mu μ 可积,因此π − 1 ( K ′ ) ⊂ π ′ ′ ( K ′ ′ ) \pi^{-1}(K') \subset \pi''(K'') π − 1 ( K ′ ) ⊂ π ′′ ( K ′′ ) 本质上是μ \mu μ 可积(第IV, §5, No. 5,第7章),因此π \pi π 是μ \mu μ -固有的。 证明然后由叙述的应用部分 a) 得出结论。
令T T T 和T ′ T' T ′ 为两个局部紧致空间,μ \mu μ 为T T T 的正测度,π \pi π 为T T T 的双射映射到T ′ T' T ′ ,以及π − 1 \pi^{-1} π − 1 的逆测度映射。假设π \pi π 是μ \mu μ 真值,并令μ ′ = π ( μ ) \mu' = \pi(\mu) μ ′ = π ( μ ) 。那么 π − 1 \pi^{-1} π − 1 就是 μ ′ \mu' μ ′ -proper 和 π − 1 ( π ( μ ) ) = μ \pi^{-1}(\pi(\mu)) = \mu π − 1 ( π ( μ )) = μ 。
Let T T T and X X X be two locally compact spaces, μ \mu μ a positive measure on T T T , π \pi π a μ \mu μ -proper mapping of T T T into X X X , g g g a finite numerical function ⩾ 0 \geqslant 0 ⩾ 0 , defined on X X X and such that g ∘ π g \circ \pi g ∘ π is locally integrable for μ \mu μ . 在阶中,g g g 对于 π ( μ ) \pi(\mu) π ( μ ) 是局部可积的,π \pi π 对于测度 ( g ∘ π ) ⋅ μ (g \circ \pi) \cdot \mu ( g ∘ π ) ⋅ μ 是适当的,这是必要且充分的,在这种情况下
引用了 2 · 被以下引用 1 引用了 定理 1, V § 5 , 定理 1
被以下引用 推论 4
π ( ( g ∘ π ) ⋅ μ ) = g ⋅ π ( μ ) .
\pi((g \circ \pi) \cdot \mu) = g \cdot \pi(\mu).
π (( g ∘ π ) ⋅ μ ) = g ⋅ π ( μ ) .
集合ν = π ( μ ) \nu = \pi(\mu) ν = π ( μ ) 。对于g g g 局部ν \nu ν 可积,g f gf g f 对于每个函数f ∈ H ( X ) f \in \mathscr{H}(X) f ∈ H ( X ) 是ν \nu ν 可积是必要且充分的;由于 g f gf g f 具有紧凑支持,因此可以说 g f gf g f 本质上是 ν \nu ν 可积,这相当于说 ( g ∘ π ) ( f ∘ π ) (g \circ \pi)(f \circ \pi) ( g ∘ π ) ( f ∘ π ) 本质上是 μ \mu μ 可积(Th. 1)。但是,Th. §5, No. 3的1,这意味着f ∘ π f \circ \pi f ∘ π 本质上对于ρ = ( g ∘ π ) ⋅ μ \rho = (g \circ \pi) \cdot \mu ρ = ( g ∘ π ) ⋅ μ 是可积的,并且,到定义,这表明π \pi π 是ρ \rho ρ -适当的(因为π \pi π 显然是ρ \rho ρ 可测的)。而且,
∫ f g d ν = ∫ f ( π ( t ) ) g ( π ( t ) ) d μ ( t ) = ∫ f ( π ( t ) ) d ρ ( t )
\int fg\, d\nu = \int f(\pi(t))g(\pi(t))\, d\mu(t) = \int f(\pi(t))\, d\rho(t)
∫ f g d ν = ∫ f ( π ( t )) g ( π ( t )) d μ ( t ) = ∫ f ( π ( t )) d ρ ( t )
(No. 2, Th. 1 和§5, Th. 1),从而证明关系 (4)。
— 令 T 和 X 为两个局部紧致空间,( λ α ) α ∈ A (\lambda_\alpha)_{\alpha \in A} ( λ α ) α ∈ A T 上的一系列正测度,针对关系 ≤ \leq ≤ ,在 M ( T ) \mathscr{M}(T) M ( T ) 中承认一个上等μ \mu μ 。在阶中,T到X的映射π \pi π 是μ \mu μ -适当的,它对于所有α ∈ A \alpha \in A α ∈ A 是λ α \lambda_\alpha λ α -适当的是必要和充分的,并且家庭( π ( λ α ) ) α ∈ A (\pi(\lambda_\alpha))_{\alpha \in A} ( π ( λ α ) ) α ∈ A 在M ( X ) \mathscr{M}(X) M ( X ) 中被限制在上面。在这种情况下,
π ( μ ) = sup α π ( λ α ) .
\pi(\mu) = \sup_\alpha \pi(\lambda_\alpha).
π ( μ ) = α sup π ( λ α ) .
引用了 2 引用了 推论 2, V § 1 , 命题 11, V § 1
为了使 π \pi π μ \mu μ 可测,π \pi π 对于所有 α ∈ A \alpha \in A α ∈ A λ α \lambda_\alpha λ α 可测是充分必要的(§ 1, No. 4,第 11 条命题的 Cor. 2)。假设满足这个条件;说 π \pi π 是 μ \mu μ -proper 则相当于说,对于每个函数 f ∈ K + ( X ) f \in \mathscr{K}_+(X) f ∈ K + ( X ) ,
μ ∙ ( f ∘ π ) < + ∞ .
\mu^\bullet(f \circ \pi) < +\infty.
μ ∙ ( f ∘ π ) < + ∞.
现在,
∫ ∙ ( f ∘ π ) d μ = sup α ∫ ∙ ( f ∘ π ) d λ α = sup α ∫ ∙ f d ( π ( λ α ) )
\int^\bullet (f \circ \pi)\, d\mu = \sup_\alpha \int^\bullet (f \circ \pi)\, d\lambda_\alpha = \sup_\alpha \int^\bullet f\, d(\pi(\lambda_\alpha))
∫ ∙ ( f ∘ π ) d μ = α sup ∫ ∙ ( f ∘ π ) d λ α = α sup ∫ ∙ f d ( π ( λ α ))
(§ 1, No. 4,提案 11);因此,当且仅当族 ( π ( λ α ) ) (\pi(\lambda_\alpha)) ( π ( λ α )) 在 M ( X ) \mathscr{M}(X) M ( X ) 中承认一个上等θ \theta θ 时,第一个成员对于每个 f ∈ K + ( X ) f \in \mathscr{K}_+(X) f ∈ K + ( X ) 都是有限的,在这种情况下,∫ ( f ∘ π ) d μ = ∫ f d θ \int (f \circ \pi)\, d\mu = \int f\, d\theta ∫ ( f ∘ π ) d μ = ∫ f d θ 、关系等价于 (5)。
— 令 ( μ α ) α ∈ A (\mu_\alpha)_{\alpha \in A} ( μ α ) α ∈ A 为 T 上的正测度的可求和族,使得 μ = ∑ α ∈ A μ α \mu = \sum_{\alpha \in A} \mu_\alpha μ = ∑ α ∈ A μ α ;为了使 T 的映射 π \pi π 成为局部紧致空间 X 成为 μ \mu μ -真值,它对于每个 α ∈ A \alpha \in A α ∈ A 都是μ α \mu_\alpha μ α -真值,并且族 ( π ( μ α ) ) α ∈ A (\pi(\mu_\alpha))_{\alpha \in A} ( π ( μ α ) ) α ∈ A 可求和是充分必要的。在这种情况下,
π ( μ ) = ∑ α ∈ A π ( μ α ) .
\pi(\mu) = \sum_{\alpha \in A} \pi(\mu_\alpha).
π ( μ ) = α ∈ A ∑ π ( μ α ) .
被以下引用 1 被以下引用 定义 1, VIII § 1
— 令 T 和 X 为 T 上正测度的两个局部紧致空间、( λ i ) 1 ≤ i ≤ n (\lambda_i)_{1 \leq i \leq n} ( λ i ) 1 ≤ i ≤ n 有限序列,并令 μ = ∑ i = 1 n λ i \mu = \sum_{i=1}^n \lambda_i μ = ∑ i = 1 n λ i 。为了使 T 到 X 的映射 π \pi π 成为 μ \mu μ -真值,对于每个指标 i 来说,它是 λ i \lambda_i λ i -真值是充分必要的,在这种情况下
∑ i = 1 n π ( λ i ) = π ( ∑ i = 1 n λ i ) .
\sum_{i=1}^n \pi(\lambda_i) = \pi\left( \sum_{i=1}^n \lambda_i \right).
i = 1 ∑ n π ( λ i ) = π ( i = 1 ∑ n λ i ) .
被以下引用 2 被以下引用 定义 2 , 推论 1
4. 复杂测度的像
令θ \theta θ 为T T T 的复测度,并令π \pi π 为T T T 的映射,成为局部紧凑的空间X X X ;假设π \pi π 是θ \theta θ 可测的,并且对于每个f ∈ K ( X ; C ) f \in \mathscr{K}(X; \mathbf{C}) f ∈ K ( X ; C ) ,f ∘ π f \circ \pi f ∘ π 本质上是θ \theta θ 可积的。因为相当于说函数对于 θ \theta θ 或∣ θ ∣ |\theta| ∣ θ ∣ 是可测的(或者本质上可积),这意味着 π \pi π 是 ∣ θ ∣ |\theta| ∣ θ ∣ 正确的。如果f ∈ K ( X ; C ) f \in \mathscr{K}(X; \mathbf{C}) f ∈ K ( X ; C ) ,
∣ ∫ ( f ∘ π ) d θ ∣ ≤ ∫ ( ∣ f ∣ ∘ π ) d ∣ θ ∣ ;
\left| \int (f \circ \pi) \, d\theta \right| \leq \int (|f| \circ \pi) \, d|\theta| ;
∫ ( f ∘ π ) d θ ≤ ∫ ( ∣ f ∣ ∘ π ) d ∣ θ ∣ ;
由此可见,K ( X ; C ) \mathscr{K}(X; \mathbf{C}) K ( X ; C ) 上的线性形式f ↦ ∫ ( f ∘ π ) d θ f \mapsto \int (f \circ \pi) \, d\theta f ↦ ∫ ( f ∘ π ) d θ 是X X X 上的“复杂措施”(第III, §1, No. 3,第6章),并且可以做出以下定义:
令 θ \theta θ 为局部紧凑空间 T T T 上的复杂测度。将 T T T 的映射 π \pi π 转换成局部紧致的空间 X X X ,如果它是 ∣ θ ∣ |\theta| ∣ θ ∣ -本征,则被认为是 θ \theta θ -本征。然后,度量f ↦ ∫ ( f ∘ π ) d θ f \mapsto \int (f \circ \pi) \, d\theta f ↦ ∫ ( f ∘ π ) d θ 称为π \pi π 下θ \theta θ 的像,并表示为π ( θ ) \pi(\theta) π ( θ ) .*。
引用了 1 引用了 推论 2
然后关系 (7) 可以代入以下形式:
∣ π ( θ ) ∣ ≤ π ( ∣ θ ∣ ) .
|\pi(\theta)| \leq \pi(|\theta|) .
∣ π ( θ ) ∣ ≤ π ( ∣ θ ∣ ) .
度量π ( θ ) \pi(\theta) π ( θ ) 可以是零,而θ \theta θ 不是零,正如人们所看到的,对于T T T 空间,立即减少到两个点a , b a, b a , b ,对于θ \theta θ 度量ε a − ε b \varepsilon_a - \varepsilon_b ε a − ε b ,对于π \pi π 是一个常数映射。
令θ \theta θ 和θ ′ \theta' θ ′ 为T T T 上的两个复测度;如果 π \pi π 是 θ \theta θ -proper 和 θ ′ \theta' θ ′ -proper,则可从 Cor 得出。命题 6 的第 2 条指出,自 ∣ θ + θ ′ ∣ ≤ ∣ θ ∣ + ∣ θ ′ ∣ |\theta + \theta'| \leq |\theta| + |\theta'| ∣ θ + θ ′ ∣ ≤ ∣ θ ∣ + ∣ θ ′ ∣ 以来,π \pi π 是 ( θ + θ ′ ) (\theta + \theta') ( θ + θ ′ ) 真值,显然是 π ( θ + θ ′ ) = π ( θ ) + π ( θ ′ ) \pi(\theta + \theta') = \pi(\theta) + \pi(\theta') π ( θ + θ ′ ) = π ( θ ) + π ( θ ′ ) 。
特别是,如果 θ \theta θ 是实测度并且 π \pi π 是 θ \theta θ -本征,那么
π ( θ ) = π ( θ + ) − π ( θ − ) .
\pi(\theta) = \pi(\theta^+) - \pi(\theta^-) .
π ( θ ) = π ( θ + ) − π ( θ − ) .
早期扩展同时建立了多项结果以进行复杂的测量;我们列举其中最重要的一些。
令 θ \theta θ 为 T T T 、π \pi π T T T 的 θ \theta θ 映射的复杂测度,转换为局部紧凑的空间 X X X 、ν \nu ν 像测度π ( θ ) \pi(\theta) π ( θ ) 。
a) 设A A A 为X X X 中的子集;如果 π − 1 ‾ ( A ) \overline{\pi^{-1}}(A) π − 1 ( A ) 局部 θ \theta θ 可以忽略不计,则 A A A 局部 ν \nu ν 可以忽略不计。
b) 设f f f 为X X X 的映射为拓扑空间;如果 f ∘ π f \circ \pi f ∘ π 是 θ \theta θ 可测量,则 f f f 是 ν \nu ν 可测量。
引用了 3 · 被以下引用 2 引用了 推论 2 , 命题 3 , 定理 1
被以下引用 习题 17, § 6 , 命题 3, V § 7
c) 设f f f 为X X X 上定义的函数,其中值在Banach空间F F F 中;如果f ∘ π f \circ \pi f ∘ π 本质上是θ \theta θ 可积,那么f f f 本质上是ν \nu ν 可积,并且
∫ f ( π ( t ) ) d θ ( t ) = ∫ f ( x ) d ν ( x ) .
\int f(\pi(t))\ d\theta(t) = \int f(x)\ d\nu(x).
∫ f ( π ( t )) d θ ( t ) = ∫ f ( x ) d ν ( x ) .
考虑到公式 (8),这些结果可以从 Cor 中推出。提案 2 的 2、提案 3 和 Th。 No. 2 中的 1 个。
5. 应用:勒贝格积分中变量的变换
令I为R \mathbf{R} R 的区间(有界或无界),a a a 其左端点和b b b 在R ‾ \overline{\mathbf{R}} R 中的右端点,以及μ \mu μ 在I上的勒贝格测度。对于每个μ \mu μ 可积函数f f f 和每个区间H ⊂ I H \subset I H ⊂ I ,左端点α \alpha α 和右端点β \beta β ,我们写∫ α β f ( t ) d t \int_{\alpha}^{\beta} f(t)\ dt ∫ α β f ( t ) d t 而不是∫ H f ( t ) d t = ∫ H f d μ \int_H f(t)\ dt = \int_H f\ d\mu ∫ H f ( t ) d t = ∫ H f d μ ,并且我们集合∫ β α f ( t ) d t = − ∫ α β f ( t ) d t \int_{\beta}^{\alpha} f(t)\ dt = -\int_{\alpha}^{\beta} f(t)\ dt ∫ β α f ( t ) d t = − ∫ α β f ( t ) d t ;因此赋予这些符号重合的含义与FRV、II, §§1和2中赋予它们的含义相同,当f f f 是具有紧凑支持的受监管函数时(第IV, §4, No. 4、例)。
设g g g 是定义在I上的数值函数并且*局部μ \mu μ *可积,I的x 0 x_0 x 0 点;每x ∈ I x \in I x ∈ I 、集合
G ( x ) = c + ∫ x 0 x g ( t ) d t ( c a constant ) .
G(x) = c + \int_{x_0}^{x} g(t)\ dt \quad (c \text{ a constant}).
G ( x ) = c + ∫ x 0 x g ( t ) d t ( c a constant ) .
数值函数 G 在 I 上*连续*;这立即来自勒贝格的定理(第IV, §4, No. 3,第2章的Cor.1),因为g g g 的乘积以及端点x x x 和x + h x+h x + h 的区间特征函数趋向于可忽略不计的函数因为 h h h 趋于 0。因此 G(I) 是 R \mathbf{R} R 的*区间*。在这整篇文章中,我们将 G 视为 I 的映射到局部紧致空间 G(I) 上。我们用λ \lambda λ 表示I上的度量g ⋅ μ g \cdot \mu g ⋅ μ 。
首先假设 g g g 是 μ \mu μ *-可积*。那么,与上面相同的推理表明极限G ( a + ) G(a+) G ( a + ) 和G ( b − ) G(b-) G ( b − ) 存在并且是*有限*;此外,测度∣ λ ∣ |\lambda| ∣ λ ∣ 是*有界*(§5, No. 3,Th.1的Cor.),并且I到G(I)的映射G是*λ \lambda λ *-本征。
假设 g 是 μ \mu μ * 可积。如果 J 表示 R \mathbf{R} R 中的开区间,端点为 G ( a + ) G(a+) G ( a + ) 和 G ( b − ) G(b-) G ( b − ) ,则测度 g ⋅ μ g \cdot \mu g ⋅ μ 的 G 下的像是测度 φ J ⋅ ν \varphi_J \cdot \nu φ J ⋅ ν (如果 G ( a + ) ≤ G ( b − ) G(a+) \leq G(b-) G ( a + ) ≤ G ( b − ) )和测度 − φ J ⋅ ν -\varphi_J \cdot \nu − φ J ⋅ ν (如果 G ( a + ) ≥ G ( b − ) G(a+) \geq G(b-) G ( a + ) ≥ G ( b − ) )(其中ν \nu ν 表示 G(I)) 上的勒贝格测度。
引用了 1 · 被以下引用 2 引用了 定理 3, IV § 3
被以下引用 推论 , 命题 9
足以证明,对于每个函数 f ∈ K ( G ( I ) ) f \in \mathscr{K}(G(I)) f ∈ K ( G ( I )) ,
∫ G ( a + ) G ( b − ) f ( ξ ) d ξ = ∫ a b f ( G ( t ) ) g ( t ) d t .
\int_{G(a+)}^{G(b-)} f(\xi) d\xi = \int_a^b f(G(t))g(t)\,dt.
∫ G ( a + ) G ( b − ) f ( ξ ) d ξ = ∫ a b f ( G ( t )) g ( t ) d t .
现在,这个公式已经被证明适用于g ∈ K ( I ) g \in \mathscr{K}(I) g ∈ K ( I ) (FRV,II, §2, No. 1,公式(1))。让我们转向一般情况;在 K ( I ) \mathscr{K}(I) K ( I ) 中存在函数的序列 ( g n ) (g_n) ( g n ) ,使得: 1 ∘ 1^\circ 1 ∘ 序列 ( g n ( t ) ) (g_n(t)) ( g n ( t )) 几乎在 I I I 中的所有地方都趋向于 g ( t ) g(t) g ( t ) ; 2 ∘ 2^\circ 2 ∘ 存在一个μ \mu μ 可积函数h ≥ 0 h \geq 0 h ≥ 0 ,使得∣ g n ∣ ≤ h |g_n| \leq h ∣ g n ∣ ≤ h 对于所有n n n (第IV, §3, No. 4,第3章)。从勒贝格的定理立即可以得出,设定G n ( x ) = c + ∫ x 0 x g n ( t ) d t G_n(x) = c + \int_{x_0}^x g_n(t)\,dt G n ( x ) = c + ∫ x 0 x g n ( t ) d t 、序列( G n ) (G_n) ( G n ) 在I I I 上一致收敛到G G G ,并且数、G n ( a + ) G_n(a+) G n ( a + ) 和G n ( b − ) G_n(b-) G n ( b − ) 分别倾向于G ( a + ) G(a+) G ( a + ) 和 G ( b − ) G(b-) G ( b − ) 。令f ′ f' f ′ 为K ( R ) \mathscr{K}(\mathbf{R}) K ( R ) 中的函数,即扩展f f f ;上述证明对于所有t ∈ I t \in I t ∈ I ,f ′ ( G n ( t ) ) f'(G_n(t)) f ′ ( G n ( t )) 趋向于f ′ ( G ( t ) ) = f ( G ( t ) ) f'(G(t)) = f(G(t)) f ′ ( G ( t )) = f ( G ( t )) ; 应用勒贝格的定理,可以看出公式(12)是由公式得出的
∫ G n ( a + ) G n ( b − ) f ′ ( ξ ) d ξ = ∫ a b f ′ ( G n ( t ) ) g n ( t ) d t
\int_{G_n(a+)}^{G_n(b-)} f'(\xi)\,d\xi = \int_a^b f'(G_n(t))g_n(t)\,dt
∫ G n ( a + ) G n ( b − ) f ′ ( ξ ) d ξ = ∫ a b f ′ ( G n ( t )) g n ( t ) d t
通过极限。
如果在 G ( I ) G(I) G ( I ) 上定义函数 f \mathbf{f} f ,且值在 R ‾ \overline{\mathbf{R}} R 或 Banach 空间中,对于勒贝格测度,函数 t ↦ f ( G ( t ) ) g ( t ) t \mapsto \mathbf{f}(G(t))g(t) t ↦ f ( G ( t )) g ( t ) 可在 I I I 上积分,则对于勒贝格测度,f \mathbf{f} f 可积在 J J J 上并且
引用了 2 引用了 命题 8 , 定理 1
∫ G ( a + ) G ( b − ) f ( ξ ) d ξ = ∫ a b f ( G ( t ) ) g ( t ) d t
\int_{G(a+)}^{G(b-)} \mathbf{f}(\xi)\,d\xi = \int_a^b \mathbf{f}(G(t))g(t)\,dt
∫ G ( a + ) G ( b − ) f ( ξ ) d ξ = ∫ a b f ( G ( t )) g ( t ) d t
(公式代表勒贝格积分中变量的变换)。
因为,f ( G ( t ) ) \mathbf{f}(G(t)) f ( G ( t )) 对于测度∣ g ∣ ⋅ μ |g|\cdot\mu ∣ g ∣ ⋅ μ 是可积的,因此对于测度g + ⋅ μ g^+\cdot\mu g + ⋅ μ 和g − ⋅ μ g^-\cdot\mu g − ⋅ μ 也是可积的;这是从 Th 得出的。 1 (No. 2) f \mathbf{f} f 对于像测度G ( g + ⋅ μ ) G(g^+\cdot\mu) G ( g + ⋅ μ ) 和G ( g − ⋅ μ ) G(g^-\cdot\mu) G ( g − ⋅ μ ) 是可积的,因此对于测度φ J ⋅ ν \varphi_J \cdot \nu φ J ⋅ ν 也是可积的,并且在考虑到第8条和公式(9)的情况下,(13)成立。
对于勒贝格测度,f \mathbf{f} f 可在 J J J 上积,但对于勒贝格测度,t ↦ f ( G ( t ) ) g ( t ) t \mapsto \mathbf{f}(G(t))g(t) t ↦ f ( G ( t )) g ( t ) 不可在 I I I 上积(Exer. 10)。
现在假设 g g g 几乎在任何地方都保持一个*常数符号*(并且是局部 μ \mu μ 可积);人们可能会认为,对于例,g ( t ) ≥ 0 g(t) \geq 0 g ( t ) ≥ 0 几乎在I I I 中无处不在。那么G G G 在I I I 上是递增连续的函数,因此G ( a + ) G(a+) G ( a + ) 和G ( b − ) G(b-) G ( b − ) 存在(但可能是无限的)。此外,G G G 是I I I 到G ( I ) G(I) G ( I ) 的*λ \lambda λ -适当*映射:因为,如果G ( b − ) ∈ G ( I ) G(b-) \in G(I) G ( b − ) ∈ G ( I ) ,则存在x 1 ≥ x 0 x_1 \geq x_0 x 1 ≥ x 0 ,使得G G G 对于x ≥ x 1 x \geq x_1 x ≥ x 1 是常数,然后逆像在紧区间[ G ( x 0 ) , G ( b − ) ] [G(x_0), G(b-)] [ G ( x 0 ) , G ( b − )] 的G G G 是λ \lambda λ 可积;相反,如果G ( b − ) ∉ G ( I ) G(b-) \notin G(I) G ( b − ) ∈ / G ( I ) ,则G ( I ) G(I) G ( I ) 中包含的左端点为G ( x 0 ) G(x_0) G ( x 0 ) 的每个紧致区间的G G G 下的逆像与紧致区间至多相差λ \lambda λ 可忽略不计的区间。对于具有右端点 G ( x 0 ) G(x_0) G ( x 0 ) 、从而我们的断言的紧凑区间,人们也有类似的争论。而且:
假设 g ≥ 0 g \geq 0 g ≥ 0 和局部 μ \mu μ 可积。 那么,正测度g ⋅ μ g \cdot \mu g ⋅ μ 的G G G 下的像就是G ( I ) G(I) G ( I ) 上的勒贝格测度。 对于在 G ( I ) G(I) G ( I ) 上定义的函数 f f f ,以及 R ‾ \overline{\mathbf{R}} R 或 Banach 空间中的值,要在勒贝格测度的 G ( I ) G(I) G ( I ) 上可积,函数 t ↦ f ( G ( t ) ) g ( t ) t \mapsto f(G(t))g(t) t ↦ f ( G ( t )) g ( t ) 在 I I I 上可积是必要且充分的对于勒贝格测度,在这种情况下关系 (13) 成立。
引用了 2 引用了 命题 8 , 定理 1
The first part of the statement follows from the fact that the formula (12) is valid for every function f ∈ K ( G ( I ) ) f \in \mathscr{K}(G(I)) f ∈ K ( G ( I )) ; for, the support of the function t ↦ f ( G ( t ) ) t \mapsto f(G(t)) t ↦ f ( G ( t )) is contained in an interval K ⊂ I K \subset I K ⊂ I on which g g g is integrable, by virtue of the above remarks, and it suffices to apply Prop. 8 to K K K . 第二个部分是Th的推论。 1 个No. 2。
6. 分解切成片。局部同胚下测度的逆像
令 X X X 为 X X X 的局部紧致空间、π \pi π 映射为局部紧致空间 T T T 、μ \mu μ T T T 的正测度,Λ : t ↦ λ t \Lambda : t \mapsto \lambda_t Λ : t ↦ λ t 本质上为 μ \mu μ 可积的标量μ \mu μ -可测量映射的 T T T 到 M + ( X ) \mathscr{M}_+(X) M + ( X ) 。让ν = ∫ λ t d μ ( t ) \nu = \int \lambda_t d\mu(t) ν = ∫ λ t d μ ( t ) 。如果对于每个t ∈ T t \in T t ∈ T ,λ t \lambda_t λ t 被*π ‾ − 1 ( t ) \overline{\pi}^{-1}(t) π − 1 ( t ) *携带,则等式ν = ∫ λ t d μ ( t ) \nu = \int \lambda_t d\mu(t) ν = ∫ λ t d μ ( t ) 被认为是相对于π \pi π 的ν \nu ν 的*分解切片*(或*分解*)。这个概念将在第 1 章中详细研究。 VI。
π ( ν ) = g ⋅ μ .
\pi(\nu) = g \cdot \mu.
π ( ν ) = g ⋅ μ .
我们首先论证假设 g g g 是局部有限的 μ \mu μ ——几乎无处不在;我们将在证明结束时摆脱这个辅助假设。由于 π \pi π 是通过假设 ν \nu ν 可测量的,因此说 π \pi π 是 ν \nu ν 本身就相当于说,对于每个函数 f ∈ K + ( T ) f \in \mathscr{K}_+(T) f ∈ K + ( T ) ,ν ∗ ( f ∘ π ) < + ∞ \nu^*(f \circ \pi) < +\infty ν ∗ ( f ∘ π ) < + ∞ ; g g g 几乎在任何地方都是局部有限的,对于应用断言c),我们处于§3, No. 2第5条命题的条件之下。因此
∫ ∙ ( f ∘ π ) d ν = ∫ ∙ d μ ( t ) ∫ ∙ ( f ∘ π ) d λ t = ∫ ∙ f ( t ) g ( t ) d μ ( t ) ,
\int^\bullet (f \circ \pi)\, d\nu = \int^\bullet d\mu(t) \int^\bullet (f \circ \pi)\, d\lambda_t = \int^\bullet f(t)g(t)\, d\mu(t),
∫ ∙ ( f ∘ π ) d ν = ∫ ∙ d μ ( t ) ∫ ∙ ( f ∘ π ) d λ t = ∫ ∙ f ( t ) g ( t ) d μ ( t ) ,
因为 λ t \lambda_t λ t 集中在 π ‾ − 1 ( t ) \overline{\pi}^{-1}(t) π − 1 ( t ) 上。我们知道 g g g 是 μ \mu μ 可测量的,因为 Λ \Lambda Λ 是 μ \mu μ 足够的(§ 3, No. 1,定义 1)。因此,说第一个成员对于每个 f ∈ K + ( T ) f \in \mathscr{K}_+(T) f ∈ K + ( T ) 是有限的,就等价于说,g g g 是局部 μ \mu μ 可积的(§ 5,命题 1),在这种情况下,(14) 立即从上面的关系得出。
因此只剩下消除辅助假设。如果g g g 局部μ \mu μ 可积,则g g g 局部有限μ \mu μ -几乎处处,并且假设确实满足。让我们假设 π \pi π 是 ν \nu ν 正确的,并且让我们证明 g g g 几乎在任何地方都是局部有限的。令K \mathfrak{K} K 为紧集K K K 的μ \mu μ 稠密集合,使得Λ ∣ K \Lambda|K Λ∣ K 模糊连续;由于g g g 是可测量的,我们简化为表明每个紧集K ∈ K K \in \mathfrak{K} K ∈ K 使得g ∣ K = + ∞ g|K = +\infty g ∣ K = + ∞ 是μ \mu μ 可以忽略不计。现在,令H \mathscr{H} H 为函数h ∈ K + ( X ) h \in \mathscr{K}_+(X) h ∈ K + ( X ) 中的集合,使得h ≤ 1 h \leq 1 h ≤ 1 ; 集合g h ( t ) = λ t ( h ) g_h(t) = \lambda_t(h) g h ( t ) = λ t ( h ) ,用Λ h \Lambda_h Λ h 表示μ \mu μ -足够的映射t ↦ h ⋅ λ t t \mapsto h \cdot \lambda_t t ↦ h ⋅ λ t ,用ν h \nu_h ν h 表示Λ h \Lambda_h Λ h 的积分,用f f f 元素表示K + ( T ) \mathscr{K}_+(T) K + ( T ) 这样f ≥ φ K f \geq \varphi_K f ≥ φ K 。 应用公式 (14) 到Λ h \Lambda_h Λ h ,其中满足辅助假设,我们得到:
∫ ( f ∘ π ) d ν ≥ ∫ ( f ∘ π ) d ν h = ∫ f g h d μ .
\int (f \circ \pi)\, d\nu \geq \int (f \circ \pi)\, d\nu_h = \int fg_h\, d\mu.
∫ ( f ∘ π ) d ν ≥ ∫ ( f ∘ π ) d ν h = ∫ f g h d μ .
但K K K 上连续的函数的函数f g h ∣ K fg_h|K f g h ∣ K 形式递增有向集合,其上包络有值+ ∞ +\infty + ∞ ;根据Dini的定理(GT,X, §4, No. 1,Th.1),可以选择h h h ,使得f g h ∣ K fg_h|K f g h ∣ K 大于或等于任意正数数n n n ,从而得出∫ ( f ∘ π ) d ν ≥ n μ ( K ) \int (f \circ \pi)\, d\nu \geq n\, \mu(K) ∫ ( f ∘ π ) d ν ≥ n μ ( K ) 。由于第一个成员是有限的,因为 π \pi π 是 ν \nu ν -proper,因此它遵循 μ ( K ) = 0 \mu(K) = 0 μ ( K ) = 0 。
— *假设 π \pi π 是 ν \nu ν 可测量。
引用了 6 · 被以下引用 4 引用了 推论 1, V § 5 , 命题 4, V § 5 , 推论 2 , 命题 11, V § 1 , 命题 2 , 命题 3
被以下引用 命题 3, V § 8 , 命题 4, V § 8 , 引理 1, VII Appendix 2 , 命题 6, VII § 2
a) 如果N ⊂ T N \subset T N ⊂ T 局部μ \mu μ 可忽略,则π ‾ − 1 ( N ) \overline{\pi}^{-1}(N) π − 1 ( N ) 局部ν \nu ν 可忽略。 b) 如果 f f f 是 T T T 的 μ \mu μ 可测映射到拓扑空间 G G G ,则 f ∘ π f \circ \pi f ∘ π 是 ν \nu ν 可测。
我们再次考虑前一个证明末尾的记号Λ h \Lambda_h Λ h 、ν h \nu_h ν h 、g h g_h g h :ν h \nu_h ν h 是每个h ∈ H h \in \mathscr{H} h ∈ H 的有界测度,π \pi π 是ν h \nu_h ν h 真值,g h g_h g h 是局部的μ \mu μ -可积,以及 π ( ν h ) = g h ⋅ μ \pi(\nu_h) = g_h \cdot \mu π ( ν h ) = g h ⋅ μ ,与基 μ \mu μ 的测度。 由此可见,对于测量 π ( ν h ) \pi(\nu_h) π ( ν h ) (§ 5, No. 3,第 3 条和第 4 条的 Cor. 1),N N N 是局部可忽略的(即 f f f 是可测量的)。 Consequently π ‾ − 1 ( N ) \overline{\pi}^{-1}(N) π − 1 ( N ) is locally negligible (resp. f ∘ π f \circ \pi f ∘ π is measurable) for the measure ν h \nu_h ν h (Cor. 2 of
分别为 2 号提案和 2 号提案。命题 3)。最后,一个注,措施ν h \nu_h ν h 形式递增指导一系列积极措施,其上限为ν \nu ν ,并且一个适用于Cor。 §1, No. 4 提案 11 的 1(或 Cor.2)。
假设π \pi π 是ν \nu ν -真;设f f f 为T T T 上定义的映射,值在Banach空间或R ‾ \overline{\mathbf{R}} R 中。为了使f ∘ π f \circ \pi f ∘ π 本质上ν \nu ν 可积,g f gf g f 本质上μ \mu μ 可积是必要且充分的。
引用了 2 引用了 定理 1, V § 5 , 命题 10
考虑到第 10 号提案,这可以直接从 Th 推论出来。 §5, No. 3 和 Th 中的 1。 1 个No. 2。
— 令 X X X 和 T T T 为两个局部紧致空间,并令 π \pi π 为X X X 到 T T T * 的局部同胚。在其他字(GT,I, §11,Exer.25)中,我们假设每个点x ∈ X x \in X x ∈ X 承认一个邻域V V V ,使得π ∣ V \pi|V π ∣ V 是V V V 到π ( x ) \pi(x) π ( x ) 邻域的同胚;如果需要替换V V V 通过x x x 的相对紧凑开邻域W W W 使得W ‾ ⊂ V \overline{W} \subset V W ⊂ V ,可以推导出X X X 的相对紧凑开子集U U U 的集合U \mathscr{U} U ,使得π ∣ U ‾ \pi|\overline{U} π ∣ U 是U ‾ \overline{U} U 到像的同胚,是X X X 的*开覆盖*。现在让μ \mu μ 作为T T T 的正测度;如果U U U 是U \mathscr{U} U 的元素,则π ( U ) \pi(U) π ( U ) 是紧空间π ( U ‾ ) \pi(\overline{U}) π ( U ) 中的开集合,因此是T T T 的局部紧子空间,并且知道如何测度定义 μ ∣ π ( U ) \mu|\pi(U) μ ∣ π ( U ) 由 π ( U ) \pi(U) π ( U ) 上的 μ \mu μ 诱发(第 IV, §5, No. 7 章)。令ν U \nu_U ν U 为μ ∣ π ( U ) \mu|\pi(U) μ ∣ π ( U ) 在π ∣ U \pi|U π ∣ U 逆同胚下的像;我们将证明,在 X X X 上存在且仅有一个测度 ν \nu ν ,即诱导在每个打开的集合 U ∈ U U \in \mathscr{U} U ∈ U 上存在测度 ν U \nu_U ν U 。该测度称为局部同胚π \pi π *下μ \mu μ 的*逆像,记为π − 1 ( μ ) \pi^{-1}(\mu) π − 1 ( μ ) 。
ν \nu ν 的唯一性立即来自本地化的原理(第III, §2, No. 1章,Prop.1的Cor.)。为了建立存在性,我们注如果t ∈ T t \in T t ∈ T ,那么每个点x ∈ π − 1 ( t ) x \in \pi^{-1}(t) x ∈ π − 1 ( t ) 承认一个邻域仅在点x x x 与π − 1 ( t ) \pi^{-1}(t) π − 1 ( t ) 相交,因此π − 1 ( t ) \pi^{-1}(t) π − 1 ( t ) 是一个*离散*子空间 X X X ,并且家庭( ε x ) x ∈ π − 1 ( t ) (\varepsilon_x)_{x \in \pi^{-1}(t)} ( ε x ) x ∈ π − 1 ( t ) 是可求和的;我们用 λ t \lambda_t λ t 表示它的和。接下来我们证明映射t ↦ λ t t \mapsto \lambda_t t ↦ λ t 本质上是μ \mu μ 可积的,并且它的积分ν = ∫ λ t d μ ( t ) \nu = \int \lambda_t d\mu(t) ν = ∫ λ t d μ ( t ) 就是所寻求的逆像。这将立即由以下引理产生:
引用了 3 引用了 IV § 5. 。可测量函数和集合 , III § 2. 。支持某项措施 , 推论(本地化原理), III § 2
— a) *令f f f 为K + ( X ) \mathscr{K}_+(X) K + ( X ) 中的元素; 函数t ↦ λ t ( f ) t \mapsto \lambda_t(f) t ↦ λ t ( f ) 为正,上半连续,支撑紧凑,其限制至π ( X ) \pi(X) π ( X ) 为连续。
引用了 2 引用了 引理 1, III § 1 , 命题 10
b) 令U U U 为U \mathscr{U} U 、ν \nu ν 的元素,μ \mu μ 可积函数t ↦ λ t t \mapsto \lambda_t t ↦ λ t 的积分; π ∣ U \pi|U π ∣ U 下措施ν ∣ U \nu|U ν ∣ U 的像等于μ ∣ π ( U ) \mu|\pi(U) μ ∣ π ( U ) 。
为了建立a),可以通过单位元的划分(第III, §1, No. 2,引理1)来实现约化到f f f 的支撑S S S 包含在开放的集合U ∈ U U \in \mathscr{U} U ∈ U 中的情况。设g g g 为映射t ↦ λ t ( f ) t \mapsto \lambda_t(f) t ↦ λ t ( f ) ; π ∣ U \pi|U π ∣ U 是同胚,g ∣ π ( U ) g|\pi(U) g ∣ π ( U ) 属于到K + ( π ( U ) ) \mathscr{K}_+(\pi(U)) K + ( π ( U )) ,因而(π ( U ) \pi(U) π ( U ) 是π ( X ) \pi(X) π ( X ) 中的开集合)g g g 到π ( X ) \pi(X) π ( X ) 的限制是连续的。由于 g g g 为正,并且 g g g 到紧集 π ( S ) \pi(S) π ( S ) 的限制是连续的,因此可以看出 g g g 在 T T T 上是上半连续的。由此可知 g g g 是 μ \mu μ 可积。
为了建立b),用K ( π ( U ) ) \mathscr{K}(\pi(U)) K ( π ( U )) 的g g g 元素,用g ∘ g^\circ g ∘ 表示其扩张0到T T T ,用f f f 函数g ∘ ( π ∣ U ) g \circ (\pi|U) g ∘ ( π ∣ U ) ,以及f ∘ f^\circ f ∘ 扩张除f f f 到X X X 的0。 断言 b) 相当于等式 ∫ g ∘ d μ = ∫ f ∘ d ν \int g^\circ d\mu = \int f^\circ d\nu ∫ g ∘ d μ = ∫ f ∘ d ν 。但是f ∈ K ( U ) f \in \mathscr{K}(U) f ∈ K ( U ) ,因而f ∘ ∈ K ( X ) f^\circ \in \mathscr{K}(X) f ∘ ∈ K ( X ) ,第二个积分因此等于∫ λ t ( f ∘ ) d μ ( t ) \int \lambda_t(f^\circ) d\mu(t) ∫ λ t ( f ∘ ) d μ ( t ) 。最后λ t ( f ∘ ) = g ∘ ( t ) \lambda_t(f^\circ) = g^\circ(t) λ t ( f ∘ ) = g ∘ ( t ) ,完成证明。
我们现在观察到 π ( X ) \pi(X) π ( X ) 在 T T T 中是“开”的,因而μ \mu μ 是可测的; 映射 Λ : t ↦ λ t \Lambda : t \mapsto \lambda_t Λ : t ↦ λ t 是模糊的 μ \mu μ 可测的,因为它的限制对于集合 π ( X ) \pi(X) π ( X ) 和 C π ( X ) \mathbf{C}\pi(X) C π ( X ) 都是模糊连续的。在这些条件下,公式 π ‾ − 1 ( μ ) = ∫ λ t d μ ( t ) \overline{\pi}^{-1}(\mu) = \int \lambda_t d\mu(t) π − 1 ( μ ) = ∫ λ t d μ ( t ) 定义分解相对于π \pi π 划分为 π ‾ − 1 ( μ ) \overline{\pi}^{-1}(\mu) π − 1 ( μ ) 的切片,并且第 10 条命题产生以下结果:
设π \pi π 为局部紧致空间X X X 到局部紧致空间T T T 的局部同胚,并令μ \mu μ 为T T T 的正测度。如果该数是有限的,则令n n n 为与π ‾ − 1 ( t ) \overline{\pi}^{-1}(t) π − 1 ( t ) 的元素的每个t ∈ T t \in T t ∈ T 数相关联的数值函数,反之则为+ ∞ +\infty + ∞ 。为了使 π \pi π π ‾ − 1 ( μ ) \overline{\pi}^{-1}(\mu) π − 1 ( μ ) 正确,n n n 是μ \mu μ 局部可积的充分必要,在这种情况下
π ( π ‾ − 1 ( μ ) ) = n ⋅ μ .
\pi\left( \overline{\pi}^{-1}(\mu) \right) = n \cdot \mu .
π ( π − 1 ( μ ) ) = n ⋅ μ .
习题
参见习题为 § 6 。