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§ 1。卷积
1. 定义和例
回想一下(第 V, §6,第 1 和第 4 章;第 VI, §2, No. 10),如果 X 和 Y 局部紧致空间,μ X 上的测度,以及 X 的 φ 映射进入 Y, φ 被认为是 μ-适当的,如果: a) φ 是 μ-可测的; b) 对于 Y 的每个紧凑子集 K,φ−1(K) 本质上是 μ 可积。那么 Y 上的像测度 ν=φ(μ) 存在,并且具有以下性质:对于 Y 上的函数 f,其中值在 Banach 空间或R 中,对于 ν 本质上可积,f∘φ 是所以对于μ,在这种情况下,
∫Yf(y)dν(y)=∫Xf(φ(x))dμ(x).
令X1,…,Xn局部紧致空间,μi对Xi(1≤i≤n)的测度;设X为Xi的乘积,μ为μi。令 φ 为 X 的映射成为局部紧致空间 Y。有人说序列 (μi) 是 φ 可卷积的,或者 μ1,…,μn 是 φ 可卷积的,如果 φ是μ-正确的;在这种情况下,φ下μ的像ν=φ(μ)称为μi对φ的卷积乘积,并表示为∗φ(μi)1≤i≤n、或∗i=1nμi、或μ1∗μ2∗⋯∗μn。
引用了 3
引用了 VI § 2. 。矢量测量, 推论 1, V § 6, 命题 6
最后两个记号当然只有在φ毫无疑问时才使用。
设 f 为 Y 上的函数,值位于 Banach 空间或R 中。在阶中,f对于μ1∗⋯∗μn本质上是可积的,函数是充分必要的
(x1,…,xn)↦f(φ(x1,…,xn))
对于 μ1⊗μ2⊗⋯⊗μn 来说基本上是可积的,在这种情况下
(1)∫f d(μ1∗⋯∗μn)=∫f(φ(x1,…,xn))dμ1(x1)…dμn(xn),
当采用 f∈K(Y) 时,公式可以被视为*定义* μ1∗⋯∗μn。
定义立即暗示μi是可卷积的当且仅当∣μi∣是可卷积的。当这种情况发生时,
∣φ(μ1⊗⋯⊗μn)∣≤φ(∣μ1⊗⋯⊗μn∣)=φ(∣μ1∣⊗⋯⊗∣μn∣) (第VI, §2, No. 10),即
(2)∣∗iμi∣≤∗i∣μi∣.
如果 μi 是可卷积的且为正数,并且如果 νi 是 Xi 上的测度,使得 0≤νi≤μi,则 νi 是可卷积的并且
∗iνi≤∗iμi.
假设 μ1,μ2,…,μn 是可卷积的,并且 μ1′,μ2,…,μn 是可卷积的(μ1′ 是X1 上的度量)。由 Ch. V, §6, No. 3,科。命题 6 中的 1,μ1+μ1′,μ2,…,μn 是可卷积的并且
(μ1+μ1′)∗μ2∗⋯∗μn=μ1∗μ2∗⋯∗μn+μ1′∗μ2∗⋯∗μn.
— 1) 对于任何φ,测量εxi(其中xi∈Xi代表1≤i≤n)始终是可卷积的,并且具有与y=φ(x1,x2,…,xn)的卷积乘积εy。因而,如果每个μi都有有限支撑,那么μi是可卷积的并且μ1∗⋯∗μn有有限支撑。特别地,令 M 为幺半群1,配备局部紧致拓扑;如果在M中取φ为合成的律,则M与有限支撑形式的测量,对于卷积,代数正是幺半群的*代数* M(超过R或超过C,根据考虑实际或复杂的措施)(A,III, §2, No. 6)。
2) 令M为配备离散拓扑的幺半群;假设对于每个m∈M,只有有限多个对(m′,m′′)∈M×M使得m′m′′=m;这等于说,M中合成的律是M×M到M的真映射; M 然后形式代数用于卷积,代数就是*总计
(1) Monoïde,Exer 意义上的。第 17 章。 VII, §1。
幺半群 M (A, III, §2, No. 10) 的代数;我们注以下两种特殊情况:
a) M=N,合成中的律为加法。对于N上的每一个小节μ,让我们将正式的级数联系起来
S(μ)=n=0∑∞μ({n})tn
在不确定的 t 中。然后S(μ∗μ′)=S(μ)S(μ′)。类似的注适用于任何数不定式中的形式级数。
∗b)M=N∗,合成中的律为乘法。对于 N∗ 上的每一个小节 μ,让我们关联正式的狄利克雷级数
D(μ)=n=1∑∞μ({n})n−s.
然后D(μ∗μ′)=D(μ)D(μ′)。
3) 令X,Y,Z局部紧致空间,φ将X×Y的连续映射引入Z。如果x∈X和μ是Y的测度,则说εx和μ是φ可卷积的,则说将Y的映射φ(x,⋅)转化为说 Z 是μ-正确的。那么就有εx∗μ=φ(x,⋅)(μ)。
引用了 2
引用了 III § 2. 。支持某项措施, VII § 1. 。 HAAR 措施的构造
2. 结合性
以下引理完成了第 11 章的命题 11。 V, §8, No. 5:²
对于1≤i≤n,令Xi,Yi为两个局部紧凑的空间,μi为Xi的测度,φi为Xi到Yi的连续映射。将X的X=∏iXi、Y=∏iYi、μ=⨂iμi、φ映射代入Y,即φi的乘积。如果对于每个 i,φ 是 μ 正值且 μi=0,则 φi 是 μi 正值和 φ(μ)=⨂iφi(μi)。
引用了 3 · 被以下引用 1
引用了 V § 8. 。 乘积措施, V § 6. 。 像尺寸, 命题 4
被以下引用 命题 1
我们可以假设 μi 为正且n=2。让f1∈K+(Y1)。由于μ2=0,存在f2∈K+(Y2),使得f2∘φ2不是μ2可以忽略不计。 函数(x1,x2)↦f1(φ1(x1))f2(φ2(x2))本质上是μ可积且连续的,因此μ可积。因此,存在x2∈X2使得f2(φ2(x2))=0并且使得函数x1↦f1(φ1(x1))f2(φ2(x2))是μ1可积。因此 f1∘φ1 是 μ1 可积,
²在引理之后是引用的第11号提案的部分b)中的归纳,即n=2的情况; 相应的导致第 1 章第一版。 V(§8, No. 3,提案 7)不包括部分 b) 的结果。
这证明φ1是μ1-正确的。有人对 φ2 也有类似的争论。然后是第 11 章第 11 章的 φ(μ)=⨂iφi(μi)。 V, §8, No. 5。
以下引理完成了第 4 章的命题 4。 V, §6, No. 3。\脚注{这个引理的断言实际上是引用的第4条提案中的部分*b*),部分未包含在第1章第1版中。 V.}
设 T、T'、T'' 为三个局部紧凑空间、μ T 上的度量、π 将 T 的 μ 可测量的映射放入 T'、π′ 将 T' 的连续映射放入 T'' 以及 π′′=π′∘π。如果π′′是μ-本征,则π是μ-本征,π′是π(μ)-本征,并且π′′(μ)=π′(π(μ))。
引用了 1 · 被以下引用 1
引用了 命题 4, V § 6
被以下引用 命题 1
设 K' 是 T' 的紧子集。那么K′′=π′(K′)是紧的,因此π′′(K′′)本质上是μ可积,因此π−1(K′)⊂π′′(K′′)本质上是μ可积,因此π是μ本征。那么 π′ 是 π(μ)-proper,π′′(μ)=π′(π(μ)) 是 Ch 。 V, §6, No. 3,提案 4。
令Xij (1≤i≤m,1≤j≤ni)、Yi (1≤i≤m) 和Z 局部紧致空间;对于每个 i,令 φi 为 Xi=∏jXij 的映射到 Yi;设φ为φi、映射X=∏iXi的乘积到Y=∏iYi;令 ψ 为 Y 到 Z 的映射。
(i) *令μij分别为Xij上给出的测度,使得对于每个i,μij(1≤j≤ni)是φi可卷积的,并且使得测度∗∣μij∣是ψ可卷积的;那么μij对于1≤i≤m,1≤j≤ni来说是(ψ∘φ)可卷积的并且
引用了 4 · 被以下引用 2
引用了 命题 11, V § 8, 命题 4, V § 6, 引理 1, 引理 2
被以下引用 推论, 命题 1, VIII § 3
∗i,jμij=∗i(∗jμij).
(ii) 假设ψ和φi连续,并令μij分别为Xij和(ψ∘φ)可卷积的测度=0;那么,对于每个 i,μij (1≤j≤ni) 是 φi 可卷积的,度量 ∗j∣μij∣ 是 ψ 可卷积的,并且公式 (3) 成立。
考虑所有相关措施都是≥0的情况就足够了。
让我们将自己置于(i)的假设之下。 映射 φ 适合 ⨂i,jμij,并且
φ(i,j⨂μij)=i⨂φi(j⨂μij)=i⨂(∗jμij)
(第 V, §8, No. 5 章,第 11 条提案)。 映射 ψ∘φ 适合 ⨂i,jμij,并且
(ψ∘φ)(i,j⨂μij)=ψ(i⨂(∗jμij))=∗i(∗jμij) (第 V, §6 章,提案 4)。因此
μij (
1≤i≤m, 1≤j≤ni) 是
(ψ∘φ)可卷积的并且公式 (3) 成立。
让我们将自己置于(ii)的假设之下。首先,引理2证明φ适合⨂i,jμij。 引理 1 然后证明对于每个 i,φi 对于 ⨂jμij 是正确的,并且
φ(i,j⨂μij)=i⨂(∗jμij). 到引理 2 时,
ψ 适合
⨂i(∗jμij)。 从而命题。
— 令 Xi,Xi′ (1≤i≤n), Y,Y′ 局部紧致空间;设φ,φ′分别是X=∏iXi的映射连续到Y和X′=∏iXi′连续到Y′;设fi是Xi的连续映射到Xi′(1≤i≤n),g是Y的连续映射到Y′,这样φ′∘f=g∘φ,f是将X的映射转化为X′,即fi的乘积。令μi分别为Xi、所有=0给出的措施。那么下面两个断言是等价的: (i) fi对于所有i来说是μi-适当的,并且度量fi(∣μi∣)是φ′-可卷积的; (ii) μi 是 φ 可卷积的,g 适用于 ∗φ(∣μi∣)。
引用了 1 · 被以下引用 1
引用了 命题 1
被以下引用 命题 7, VIII § 3
而且,当这些断言得到验证后,
∗φ′(fi(μi))=g(∗φ(μi))=∗g∘φ(μi).
对于,让h=φ′∘f=g∘φ。根据命题 1,条件 (i) 和 (ii) 分别等价于以下条件: (iii) μi 是 h 可卷积的。 当这样的时候,
∗φ′(fi(μi))=∗h(μi)=g(∗φ(μi)).
3. 有界测度的情况
— 令 X1,…,Xn,Y 为局部紧致空间,μi Xi (1≤i≤n) 的有界测度,μi 的μ 乘积,φ μ 可测映射 ∏i=1nXi 变成Y。那么 μi 是 φ 可卷积的,并且
∥∗i=1nμi∥≤i=1∏n∥μi∥. 如果
μi 而且是正数,那么
∥∗i=1nμi∥=i=1∏n∥μi∥. 对于,
μi′=∣μi∣ 有界,
∥μi′∥=∥μi∥(第 III, §1, No. 8 章,第 10 条命题第 1 条)。一个有
∣μ1⊗⋯⊗μn∣=μ1′⊗⋯⊗μn′(第 III, §4,第 2、4 章),因而
μ1⊗⋯⊗μn 是有界的,并且
∥μ1⊗⋯⊗μn∥=∥μ1∥⋯∥μn∥ (同上,提案 4)。因而
φ 是
μ-固有的(Ch. V, §6, No. 1,注 1),即
μi 是
φ-可卷积的。一个有
∥∗i=1nμi′∥=∥μ1′⊗⋯⊗μn′∥(第V, §6, No. 2,第1章),因而
∥∗i=1nμi′∥=∥μ1′∥⋯∥μn′∥。最后,
∣∗iμi∣≤∗iμi′ (No. 1, 公式 (2)),因而
∥∗iμi∥≤∥∗iμi′∥=i=1∏n∥μi∥.
引用了 4 · 被以下引用 3
引用了 III § 4. 。 乘积措施, 注, V § 6, 定理 1, V § 6, 命题 4
被以下引用 命题 3, 命题 5, 命题 2, VIII § 3
— 令X1,…,Xn,Y局部紧凑空间,φ将∏i=1nXi的连续映射变为Y。然后映射
(μ,…,μn)↦∗φ(μi) ∏i=1nM1(Xi) 到
M1(Y) 是连续多重线性映射。 这是根据第 2 条命题以及No. 1 中的内容得出的。
引用了 1
引用了 命题 2
4. 与支撑有关的属性
— 令X1,…,Xn,Y局部紧凑空间,μi右Xi(1≤i≤n)的测度,Si其支持,φ将∏iXi连续映射引入Y,使得φ到∏iSi中的限制是合适的。那么 μi 是 φ 可卷积的。
引用了 1 · 被以下引用 6
引用了 命题 2, III § 4
被以下引用 引理 1, 命题 2, 命题 2, VIII § 3, 命题 3, VIII § 3, 命题 8, VIII § 3, 命题 7, VIII § 5
例如,令 K 为 Y 的紧致子集。 μ=μ1⊗⋯⊗μn 的支持度是 S=∏iSi(第 III, §4, No. 2 章,提案 2)。因而φ(K)∩(∏iXi−S)是μ-可以忽略不计。另一方面,φ(K)∩S 是紧凑的。因而φ(K)是μ可积的。
令X1,…,Xn,Y局部紧凑空间,μi右Xi(1≤i≤n)、μ乘积的测量,μi,φμ-适当的映射 ∏iXi转化为Y,以及Siμi的支持。
a) *右∗iμi的支持包含在φ(∏iSi)的闭包中。
引用了 2
引用了 推论 3, V § 6, 命题 2
b) 如果φ连续且μi为正,那么∗iμi的支撑就是φ(∏iSi)的闭包。
设S=∏iSi为μ的支撑。 ∗iμi 的支持由 Ch. 包含在 φ(S) 中。 V, §6, No. 2,科。命题 2 中的 3。 如果 φ 是连续的并且 μi 是正数,那么 ∗iμi 的支持度是 φ(S)(*loc. cit.*,命题 2 的 Cor. 4)。
5. 卷积的向量表达乘积
令X,Y,Z局部紧致空间,φ将X×Y的连续映射引入Z,并在X,Y上测量λ,μ。为了使 λ 和 μ φ 可卷积,X×Y 的映射 (x,y)↦εφ(x,y)=εx∗εy 进入 M(Z) 对于拓扑 σ(M(Z),H(Z)) 是可标量(λ⊗μ)可积的,在这种情况下
被以下引用 1
被以下引用 定义 1
λ∗μ=∫X×Y(εx∗εy)dλ(x)dμ(y).
说 λ 和 μ 是 φ 可卷积,意味着对于每个 f∈H(Z),f∘φ 是 (λ⊗μ) 可积,也就是说,对于每个 f∈H(Z) 函数 (x,y)↦⟨f,εφ(x,y)⟩ 是(λ⊗μ)可积,也就是说,X×Y到M(Z)的映射(x,y)↦εφ(x,y)对于σ(M(Z),K(Z))是可标量(λ⊗μ)可积的。如果是这样的话,那么
⟨λ∗μ,f⟩=∫f(φ(x,y))dλ(x)dμ(y)=∫X×Y⟨εφ(x,y),f⟩dλ(x)dμ(y),
从而λ∗μ=∫X×Yεφ(x,y)dλ(x)dμ(y)。
令X,Y,Z局部紧致空间,φ将X×Y的连续映射引入Z,并且λ,μ测量X,Y。假设对于每个x∈X,εx和μ φ-可卷积。为了使λ和μ能够φ可卷积,X的映射x↦εx∗∣μ∣进入M(Z)对于拓扑σ(M(Z),K(Z))可标量λ可积,其中案例λ∗μ=∫X(εx∗μ)dλ(x).
引用了 1 · 被以下引用 3
引用了 命题 5, V § 8
被以下引用 命题 10, VIII § 3, 命题 12, VIII § 3, 命题 6, VIII § 4
假设λ和μ是φ可卷积的。对于每个f∈K(Z),f∘φ是(∣λ∣⊗∣μ∣)可积,因此函数x↦∫Yf(φ(x,y))d∣μ∣(y)=⟨f,εx∗∣μ∣⟩(由假设为所有x∈X定义)是λ可积;因此 x↦εx∗∣μ∣ 对于 σ(M(Z),K(Z)) 是 λ 标量可积的,并且
⟨f,λ∗μ⟩=∫Xdλ(x)∫Yf(φ(x,y))dμ(y)=∫X⟨f,εx∗μ⟩dλ(x),
从而λ∗μ=∫X(εx∗μ)dλ(x)。相反,假设 X 的映射 x↦εx∗∣μ∣ 到 M(Z) 对于 σ(M(Z),K(Z)) 是可标量 λ 可积的。让f∈K+(Z)。那么函数 (x,y)↦f(φ(x,y)) 是连续的且(第 V, §8, No. 3 章,命题 5)
∬∗f(φ(x,y))d∣λ∣(x)d∣μ∣(y)=∫∗d∣λ∣(x)∫∗f(φ(x,y))d∣μ∣(y)=∫∗⟨f,εx∗∣μ∣⟩d∣λ∣(x)<+∞.
因此f∘φ是(λ⊗μ)可积,因此λ和μ是φ可卷积。
习题
参见习题为 § 1。