Bourbaki

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§ 2。 线性表示群

1. 连续线性表示

设 G 为拓扑群,E 为 E 中 G 的局部凸空间,U 线性表示。

定义 1 09IF

— (i) 如果对于每个s∈Gs \in G,U(s)U(s)是EE的连续自同态,并且如果对于每个x∈Ex \in E,GG到EE的映射s↦U(s)xs \mapsto U(s)x是连续的,则称UU是单独连续的。

(ii) 如果(s,x)↦U(s)x(s, x) \mapsto U(s)x是G×EG \times E到EE的连续映射,则称UU是连续的。

(iii) 如果UU是连续的,并且如果自同态U(s)U(s)的集合(其中ss超过GG)是等连续的。

注 1 09IG

说UU是单独连续意味着s↦U(s)s \mapsto U(s)是GG的连续映射到EE的连续自同态的空间L(E;E)\mathscr{L}(E; E),并配备了逐点收敛的拓扑。

被以下引用 1

被以下引用 命题 1

注 2 09IH

说UU是连续的,相当于下面的三个条件的集合:

a) 对于每个s∈Gs \in G,U(s)U(s)是连续的; b) 存在ee的邻域VV,使得U(V)U(V)等连续; c) EE 中存在总计集合 DD,使得对于每个 x∈Dx \in D,映射 s↦U(s)xs \mapsto U(s)x 是连续的。

这些条件显然是必要的。反之,假设满足条件 a), b), c)。在U(V)U(V)上,逐点收敛的拓扑与DD中逐点收敛的拓扑相同(TVS,III, §3, No. 4,命题5)。因此,V×EV \times E到EE的映射(s,x)↦U(s)x(s, x) \mapsto U(s)x是连续的(GT,X, §2, No. 1,命题1的Cor.3)。由于 U(s0s)x=U(s0)(U(s)x)U(s_0s)x = U(s_0)(U(s)x) 对于所有 s0∈Gs_0 \in G、s∈Gs \in G、x∈Ex \in E,可以看出 UU 是连续的。

当 GG 局部紧致时,条件 a) 和 b) 等价于条件: a′)a')对于GG的每个紧致子集KK,U(K)U(K)是等连续的。

引用了 2 · 被以下引用 4

引用了 命题 5, III § 3, 命题 1

被以下引用 注 3, 命题 1, 命题 2, 命题 8

注 3 09II

假设UU是GG在EE中的连续线性表示。对于每个s∈Gs \in G,让U^(s)\widehat{U}(s)是U(s)U(s)的连续扩张到EE的完成E^\widehat{E}。那么U^\widehat{U}是E^\widehat{E}、注2的满足条件a)和c)中GG的线性表示,以及GT、X, §2, No. 2、命题4的条件b)。因此U^\widehat{U}是E^\widehat{E}中GG的连续线性表示。

引用了 1

引用了 注 2

注 4 09IJ

当EE是规范的空间时,如果每个s∈Gs \in G都有∥U(s)∥=1\|U(s)\| = 1,则称UU是等距的。为此,对于所有s∈Gs \in G,∥U(s)∥≤1\|U(s)\| \leq 1就足够了,因为这样就有

1=∥1∥≤∥U(s)∥⋅∥U(s−1)∥, 1 = \|1\| \leq \|U(s)\| \cdot \|U(s^{-1})\|,
从而 ∥U(s)∥=∥U(s−1)∥=1\|U(s)\| = \|U(s^{-1})\| = 1 对于所有 s∈Gs \in G。

命题 1 09IK

— 如果 GG 是局部紧致群并且 EE 是桶状的,则 EE 中 GG 的每个单独连续的线性表示 UU 都是连续的。

引用了 3 · 被以下引用 3

引用了 定理 1, III § 4, 注 1, 注 2

被以下引用 注 2, 命题 4, 推论 1, VIII § 4

对于GG的每个紧致子集KK,U(K)U(K)对于逐点收敛的拓扑是紧致的(注1),因此是等连续的(TVS,III, §4, No. 2,Th.1);然后应用注 2。

引理 1 09IL

令 G 为 G 上的局部紧致群,ρ\rho 为 G 上的下半连续有限数值函数 ⩾0\geqslant 0,使得 ρ(st)⩽ρ(s)ρ(t)\rho(st) \leqslant \rho(s)\rho(t) 对于所有 s,t∈Gs,t \in G。那么 ρ\rho 就在 G 的每个紧凑子集上有界。

引用了 1

引用了 定理 2, IX § 5

G 存在非空开子集 U,使得 ρ\rho 在 U 上有界(GT,IX, §5, No. 4,Th.2)。令 K 为 G 的紧致子集。则 K 被集合 s1U,…,snUs_1U, \ldots, s_nU 的有限数覆盖。对于每个 x∈Ux \in U,都有 ρ(six)⩽ρ(si)ρ(x)\rho(s_ix) \leqslant \rho(s_i)\rho(x),因此 ρ\rho 在 siUs_iU 上有界,因此在 K 上。

引理 2 09IM

设 G 为赋范空间 E 中 G 的拓扑群,U 线性表示,A 为 E 的稠密子集。假设对于每个 s∈Gs \in G,U(s)U(s) 是连续的,并且对于每个 x∈Ax \in A,s↦U(s)xs \mapsto U(s)x 是连续的将G的映射代入E。则G上的函数s↦g(s)=∥U(s)∥s \mapsto g(s) = \|U(s)\|是下半连续且满足g(st)⩽g(s)g(t)g(st) \leqslant g(s)g(t)。

设B为E的单位球,则g(s)=sup⁡x∈B∩A∥U(s)x∥g(s) = \sup_{x \in B \cap A} \|U(s)x\|,且各函数s↦∥U(s)x∥s \mapsto \|U(s)x\|在G上连续,因此gg为下半连续。另一方面,

g(st)=∥U(s)U(t)∥⩽∥U(s)∥⋅∥U(t)∥=g(s)g(t). g(st) = \|U(s)U(t)\| \leqslant \|U(s)\| \cdot \|U(t)\| = g(s)g(t).

命题 2 09IN

令 G 为 G 在赋范空间 E 中的局部紧致群,U 线性表示。令 A 为 E 的稠密子集。假设对于每个 s∈Gs \in G,U(s)U(s) 是连续的,并且对于每个 x∈Ax \in A,s↦U(s)xs \mapsto U(s)x 是连续的将 G 映射化为 E。则 U 是连续的。

引用了 1 · 被以下引用 2

引用了 注 2

被以下引用 命题 5, 命题 9

因为,∥U(s)∥\|U(s)\| 在 G 的每个紧凑子集上都以引理 1 和 2 为界,然后应用注 2。

2. 反对表示

令 U 为 G 在 E 中的单独连续线性表示。令 E' 为 E 的对偶。映射 s↦tU(s)s \mapsto {}^tU(s) 是群 G0G^0 与 G 相对的 E' 中的线性表示;我们可以说,这个表示是U的转置。映射s↦tU(s−1)=tU(s)−1s \mapsto {}^tU(s^{-1}) = {}^tU(s)^{-1}是E'中G的线性表示,称为U的反对。

引理 3 09IO

令X为局部紧致空间,Y和Z拓扑为空间,φ\varphi为Z中X×YX \times Y的连续映射,以及Y为Z中的φx\varphi_x映射y↦φ(x,y)y \mapsto \varphi(x,y)。 空间C(Y),C(Z)\mathscr{C}(Y), \mathscr{C}(Z)具备紧凑收敛的拓扑,X×C(Z)X \times \mathscr{C}(Z)到C(Y)\mathscr{C}(Y)的映射(x,f)↦f∘φx(x,f) \mapsto f \circ \varphi_x是连续的。

被以下引用 2

被以下引用 命题 3, 命题 4

显然,考虑 X 是紧致的情况就足够了。设 (x0,f0)∈X×C(Z)(x_0, f_0) \in X \times \mathscr{C}(Z),K 是 Y 的紧凑子集,以及 ε>0\varepsilon > 0。让K′=φ(X×K)K' = \varphi(X \times K)。由于f0∘φf_0 \circ \varphi在X×KX \times K中一致连续,因此存在x0x_0的邻域W,使得x∈Wx \in W和y∈Ky \in K有∣f0(φ(x,y))−f0(φ(x0,y))∣≤ε|f_0(\varphi(x,y)) - f_0(\varphi(x_0,y))| \leq \varepsilon。另一方面,如果对于所有 z∈K′z \in K' 来说,f∈C(Z)f \in \mathscr{C}(Z) 是∣f(z)−f0(z)∣≤ε|f(z) - f_0(z)| \leq \varepsilon,那么x∈X,y∈Kx \in X, y \in K 就会有 ∣f(φ(x,y))−f0(φ(x,y))∣≤ε|f(\varphi(x,y)) - f_0(\varphi(x,y))| \leq \varepsilon,因此 x∈W,y∈Kx \in W, y \in K 就有∣f(φ(x,y))−f0(φ(x0,y))∣≤2ε|f(\varphi(x,y)) - f_0(\varphi(x_0,y))| \leq 2\varepsilon。 从而引理。

现在让我们回到之前的记号。

命题 3 09IP

(i) 如果 U 是单独连续的,则当 E' 配备弱拓扑 σ(E′,E)\sigma(E', E) 时,tU^tU 是单独连续的。 (ii) *如果 G 是局部紧致的且 U 是连续的,则当 E' 配备紧致收敛的拓扑时,tU^tU 是连续的。

引用了 1 · 被以下引用 1

引用了 引理 3

被以下引用 命题 4

断言 (i) 是直接的。 断言 (ii) 是从引理 3 得出的,其中有人取了 X=G,Y=Z=E,φ(s,x)=U(s)xX = G, Y = Z = E, \varphi(s, x) = U(s)x。

3. 例:连续函数中空间中的线性表示

设 G 是在集合 X 左侧运算的离散群。 G×XG \times X 上的复数函数 χ\chi 称为 乘子 如果

(1) χ(e,x)=1\chi(e, x) = 1 对于所有 x∈X;x \in X; (2) χ(st,x)=χ(s,tx)χ(t,x)\chi(st, x) = \chi(s, tx)\chi(t, x) 对于 G 中的所有 s,ts, t,x∈Xx \in X。

由此可见

(3) χ(t−1,tx)χ(t,x)=1\chi(t^{-1}, tx)\chi(t, x) = 1 全部t∈G,x∈X,t \in G, x \in X,

特别是 χ(t,x)≠0\chi(t, x) \neq 0 对于所有 t∈G,x∈Xt \in G, x \in X。

对于X上定义的每个复数函数ff和每个s∈Gs \in G,令γχ(s)f\gamma_\chi(s)f为X上定义的复数函数

(4)(γχ(s)f)(x)=χ(s−1,x)f(s−1x)(\gamma_\chi(s)f)(x) = \chi(s^{-1}, x)f(s^{-1}x)。

然后 γχ(e)f=f\gamma_\chi(e)f = f 和

(γχ(s)γχ(s′)f)(x)=χ(s−1,x)(γχ(s′)f)(s−1x)=χ(s−1,x)χ(s′−1,s−1x)f(s′−1s−1x)=χ((ss′)−1,x))f((ss′)−1x)=(γχ(ss′)f)(x), \begin{align*} (\gamma_\chi(s)\gamma_\chi(s')f)(x) &= \chi(s^{-1}, x)(\gamma_\chi(s')f)(s^{-1}x) \\ &= \chi(s^{-1}, x)\chi({s'}^{-1}, s^{-1}x)f({s'}^{-1}s^{-1}x) \\ &= \chi((ss')^{-1}, x))f((ss')^{-1}x) = (\gamma_\chi(ss')f)(x), \end{align*}

因此 γχ\gamma_\chi * 是 G 的线性表示*。对于 χ=1\chi = 1,可以恢复自同态 γ(s)\gamma(s)(第 VII, §1, No. 1、公式 (3))。

现在假设G和X是局部紧致的,G在X上连续运行,并且χ\chi在G×XG \times X上连续运行。那么C(X)C(X)和K(X)K(X)对于C(X)C(X)和K(X)K(X)中G的γχ(s)\gamma_\chi(s)、从而线性表示是稳定的,我们将再次表示γχ\gamma_\chi。

命题 4 09IQ

G在C(X)C(X)和K(X)K(X)中的线性表示γχ\gamma_\chi是连续的。

引用了 3

引用了 引理 3, 命题 1, 命题 3

G×C(X)G \times C(X)到G×C(X)G \times C(X)的映射(s,f)↦(s,γ(s)f)(s, f) \mapsto (s, \gamma(s)f)是连续的(No. 2,引理3)。另一方面,G×C(X)G \times C(X)到C(X)C(X)的映射(s,f)↦χ(s,⋅)f(s, f) \mapsto \chi(s, \cdot)f是连续的;因为,如果 G 中 s 趋向于 s0s_0,则 χ(s,⋅)\chi(s, \cdot) 在 X 的每个紧凑子集上一致趋于 χ(s0,⋅)\chi(s_0, \cdot);此外,如果ff在C(X)C(X)中趋向于f0f_0,那么χ(s,⋅)f\chi(s, \cdot)f在X、从而我们的断言的每个紧凑子集上均匀地趋向于χ(s0,⋅)f0\chi(s_0, \cdot)f_0。因此G在C(X)C(X)中的表示γχ\gamma_\chi是连续的。

让我们证明 G 在 K(X)K(X) 中的表示 γχ\gamma_\chi 是连续的。由于K(X)K(X)是Banach空间的直极限,它是桶状的(TVS,III, §4, No. 1,命题3的Cor.3),因此只需证明γχ\gamma_\chi是单独连续的(No. 1,命题1)。现在,令 H 为 X 的紧凑子集,并令 s0∈Gs_0 \in G。令V为G中s0s_0的紧邻域,并令L = VH,其在X中是紧邻。对于每个f∈K(X,H)f \in K(X, H),γχ(s0)f\gamma_\chi(s_0)f的支持度都包含在L中,并且

sup⁡x∈X∣(γχ(s0)f)(x)∣≤sup⁡x∈L∣χ(s0−1,x)∣⋅sup⁡x∈X∣f(x)∣, \sup_{x \in X} |(\gamma_\chi(s_0)f)(x)| \leq \sup_{x \in L} |\chi(s_0^{-1}, x)| \cdot \sup_{x \in X} |f(x)|,
因此f↦γχ(s0)ff \mapsto \gamma_\chi(s_0)f是K(X,H)K(X, H)到K(X,L)K(X, L)的连续线性映射;由此可见,f↦γχ(s0)ff \mapsto \gamma_\chi(s_0)f 是 K(X)K(X) 自身的连续线性映射(TVS,II, §4, No. 4,命题 5)。另一方面,K(X,L)K(X, L)的拓扑是由C(X)C(X)的拓扑诱发的。已经证明,V到K(X,L)K(X, L)的映射s↦γχ(s)fs \mapsto \gamma_\chi(s)f是连续的。这样就完成了证明,γχ\gamma_\chi是单独连续的。

命题 5 09IR

假设每个函数χ(s,⋅)\chi(s, \cdot)都是有界的。那么γχ\gamma_\chi离开K(X)‾\overline{K(X)}稳定,并且K(X)‾\overline{K(X)}中G的线性表示γχ\gamma_\chi是连续的。

引用了 1

引用了 命题 2

很明显,γχ\gamma_\chi使K(X)‾\overline{K(X)}稳定,并且每个γχ(s)\gamma_\chi(s)在K(X)‾\overline{K(X)}中都是连续的。另一方面,对于每个f∈K(X)f \in K(X),s↦γχ(s)fs \mapsto \gamma_\chi(s)f是G到K(X)K(X)的连续映射和到K(X)‾\overline{K(X)}的*更不必说*。因此K(X)‾\overline{K(X)}中的表示γχ\gamma_\chi是连续的(No. 1,命题2)。

4. 例:空间措施中的线性表示

再次令 G 为局部紧致群,在局部紧致空间 X 中在左侧连续运行,并令 χ\chi 为G×XG \times X 上的*连续* 乘子。 K(X)\mathscr{K}(X)中的GG的线性表示γχ\gamma_\chi在M(X)\mathscr{M}(X)中承认一个对立表示,我们将再次用γχ\gamma_\chi表示,并由以下公式定义(其中μ∈M(X),f∈K(X)\mu \in \mathscr{M}(X) , f \in \mathscr{K}(X)):

⟨γχ(s)μ,f⟩=⟨μ,γχ(s−1)f⟩=⟨χ(s,⋅)⋅μ,γ(s−1)f⟩=⟨γ(s)(χ(s,⋅)⋅μ),f⟩, \langle \gamma_\chi(s)\mu, f \rangle = \langle \mu, \gamma_\chi(s^{-1})f \rangle = \langle \chi(s, \cdot) \cdot \mu, \gamma(s^{-1})f \rangle = \langle \gamma(s)(\chi(s, \cdot) \cdot \mu), f \rangle ,

从而

γχ(s)μ=γ(s)(χ(s,⋅)⋅μ)=(γ(s)χ(s,⋅))⋅(γ(s)μ). \gamma_\chi(s)\mu = \gamma(s)(\chi(s, \cdot) \cdot \mu) = (\gamma(s)\chi(s, \cdot)) \cdot (\gamma(s)\mu) .

我们注

(γ(s)χ(s,⋅))(x)=χ(s,s−1x). (\gamma(s)\chi(s, \cdot))(x) = \chi(s, s^{-1}x) .

C(X)\mathscr{C}(X)中GG的线性表示γχ\gamma_\chi在XX上的测度的空间C′(X)\mathscr{C}'(X)中承认具有紧支持的表示相矛盾,表示我们再次用γχ\gamma_\chi表示; C′(X)\mathscr{C}'(X)自同态γχ(s)\gamma_\chi(s)是M(X)\mathscr{M}(X)自同态γχ(s)\gamma_\chi(s)限制。

命题 6 09IS

如果在K(X)\mathscr{K}(X)(或C(X)\mathscr{C}(X))的紧凑子集中为M(X)\mathscr{M}(X)(或C′(X)\mathscr{C}'(X))配备均匀收敛的拓扑,则M(X)\mathscr{M}(X)中的GG的线性表示γχ\gamma_\chi (分别C′(X)\mathscr{C}'(X))是连续的。

被以下引用 1

被以下引用 命题 10, VIII § 3

命题 7 09IT

假设每个函数χ(s,⋅)\chi(s, \cdot)都是有界的。那么γχ\gamma_\chi离开稳定的M1(X)\mathscr{M}^1(X),并且,如果M1(X)\mathscr{M}^1(X)在K(X)\mathscr{K}(X)的紧子集中具备一致收敛的拓扑,则GG的线性表示γχ\gamma_\chi在M1(X)\mathscr{M}^1(X)中是连续的。* 这些命题来自 Props。 3、4、5。

5. 例:线性表示在空间LpL^p

再次令 GG 为局部紧致群,在局部紧致空间 XX 的左侧连续操作。令 β\beta 成为XX 的积极测度,并有支持XX。让我们假设 G×XG \times X 上存在一个*连续* 函数 χ>0\chi > 0,这样,对于每个 s∈Gs \in G,

γ(s)β=χ(s−1,⋅)⋅β \gamma(s)\beta = \chi(s^{-1}, \cdot) \cdot \beta

(这特别意味着β\beta在GG下是准不变的)。 然后,χ\chi 是乘子。 因为,给定 GG 中的 s,ts, t,有

γ(s)γ(t)β=γ(s)(χ(t−1,⋅)⋅β)=(γ(s)χ(t−1,⋅))⋅(γ(s)β)=(γ(s)χ(t−1,⋅))⋅χ(s−1,⋅)⋅β, \gamma(s)\gamma(t)\beta = \gamma(s)(\chi(t^{-1}, \cdot) \cdot \beta) = (\gamma(s)\chi(t^{-1}, \cdot)) \cdot (\gamma(s)\beta) = (\gamma(s)\chi(t^{-1}, \cdot)) \cdot \chi(s^{-1}, \cdot) \cdot \beta ,
γ(st)β=χ(t−1s−1,⋅)⋅β, \gamma(st)\beta = \chi(t^{-1}s^{-1}, \cdot) \cdot \beta ,

因而

χ(t−1,s−1x)χ(s−1,x)=χ(t−1s−1,x) \chi(t^{-1}, s^{-1}x)\chi(s^{-1}, x) = \chi(t^{-1}s^{-1}, x)
局部β\beta-几乎无处不在,因此无处不在,因为χ\chi是连续的并且β\beta有支持XX。

让p∈[1,+∞[p \in [1, +\infty[。对于每个f∈LCp(X,β)f \in \mathscr{L}_C^p(X, \beta)和每个s∈Gs \in G,令γχ,p(s)f\gamma_{\chi,p}(s)f在XX上为函数,定义为

(γχ,p(s)f)(x)=χ(s−1,x)1/pf(s−1x). (\gamma_{\chi,p}(s)f)(x) = \chi(s^{-1}, x)^{1/p} f(s^{-1}x).
一个有
∫∗∣χ(s−1,x)1/pf(s−1x)∣pdβ(x)=∫∗∣f(s−1x)∣pχ(s−1,x)dβ(x) \int^* |\chi(s^{-1}, x)^{1/p} f(s^{-1}x)|^p d\beta(x) = \int^* |f(s^{-1}x)|^p \chi(s^{-1}, x) d\beta(x)
=∫∣f(x)∣pdβ(x), = \int |f(x)|^p d\beta(x),
因此γχ,p(s)f∈LCp(X,β)\gamma_{\chi,p}(s)f \in \mathscr{L}_C^p(X, \beta)。我们可以看到,γχ,p(s)\gamma_{\chi,p}(s)是LCp(X,β)\mathscr{L}_C^p(X, \beta)和定义的*等距*自同态,通过商,LCp(X,β)L_C^p(X, \beta)的等距自同态,也表示为γχ,p(s)\gamma_{\chi,p}(s)。另一方面,χ1/p\chi^{1/p}显然是乘子,因此根据我们在No. 3中看到的,γχ,p\gamma_{\chi,p}是LCp(X,β)L_C^p(X, \beta)中GG的线性表示。

命题 8 09IU

LCp(X,β)L_C^p(X, \beta)中GG的线性表示γχ,p\gamma_{\chi,p}是连续且等距的。

引用了 1 · 被以下引用 2

引用了 注 2

被以下引用 习题 30, § 1, 命题 14, VIII § 4

让f∈K(X)f \in \mathscr{K}(X)。当ss在GG中趋向于s0s_0时,γχ,p(s)f\gamma_{\chi,p}(s)f在K(X)\mathscr{K}(X)中趋于γχ,p(s0)f\gamma_{\chi,p}(s_0)f,因此在LCp(X,β)L_C^p(X, \beta)中。由于γχ,p(s)\gamma_{\chi,p}(s)是等距的,因此命题8是由No. 1的应用 注 2得到的。

对于χ\chi不假设连续的情况,cf.§4,Exer。 13.

命题 9 09IV

假设每个函数 χ(s,⋅)\chi(s, \cdot) 都是有界的。那么γχ\gamma_\chi离开LCp(X,β)L_C^p(X, \beta)稳定,LCp(X,β)L_C^p(X, \beta)中GG的线性表示γχ\gamma_\chi是连续的。

引用了 1 · 被以下引用 3

引用了 命题 2

被以下引用 习题 2, § 2, 习题 13, § 4, 命题 6, VIII § 4

让f∈LCp(X,β)f \in \mathscr{L}_C^p(X, \beta)。然后

∫∗∣χ(s−1,x)f(s−1x)∣pdβ(x) \int^* |\chi(s^{-1}, x)f(s^{-1}x)|^p d\beta(x)
≤sup⁡x∈Xχ(s−1,x)p−1∫∗∣f(s−1x)∣pχ(s−1,x)dβ(x) \leq \sup_{x \in X} \chi(s^{-1}, x)^{p-1} \int^* |f(s^{-1}x)|^p \chi(s^{-1}, x) d\beta(x)
=sup⁡x∈Xχ(s−1,x)p−1∫∣f(x)∣pdβ(x), = \sup_{x \in X} \chi(s^{-1}, x)^{p-1} \int |f(x)|^p d\beta(x),
因此γχ(s)f∈LCp(X,β)\gamma_\chi(s)f \in \mathscr{L}_C^p(X, \beta),并且
∥γχ(s)∥≤sup⁡x∈Xχ(s−1,x)1/q, \| \gamma_\chi(s) \| \leq \sup_{x \in X} \chi(s^{-1}, x)^{1/q},
(5) 其中qq表示指数共轭至pp。如果f∈K(X)f \in \mathscr{K}(X),则γχ(s)f\gamma_{\chi}(s)f在K(X)\mathscr{K}(X)中趋向于γχ(s0)f\gamma_{\chi}(s_0)f,因此在LCp(X,β)\mathscr{L}_C^p(X, \beta)中,因为ss趋于s0s_0。因此LCp(X,β)L_C^p(X, \beta)中GG的表示γχ\gamma_{\chi}是连续的(No. 1,命题2)。

如果GG在XX的右边运算,则与第3、4、5项类似的性质成立。

特别地,如果将GG视为通过左或右平移对自身进行操作,并且如果取χ=1\chi = 1,则获得C(G)\mathscr{C}(G)、K(G)\mathscr{K}(G)、K‾(G)\overline{\mathscr{K}}(G)、C′(G)\mathscr{C}'(G)、M(G)\mathscr{M}(G)中GG的*左*和*右正则表示*, M1(G)\mathscr{M}^1(G)。如果将β\beta作为GG的左(或右)Haar测度,并且如果将χ=1\chi = 1取,则获得LCp(G,β)L_C^p(G, \beta)中GG的*左*(或*右*)*正则表示*。

6. GG线性表示扩张至GG措施

令GG是群的局部紧致群,EE是EE中GG的局部凸空间,UU线性表示。假设UU是连续的并且EE是准完备的。然后,对于每一个度量 μ∈C′(G)\mu \in \mathscr{C}'(G),都有

∫GU(s) dμ(s)∈L(E;E) \int_G U(s)\, d\mu(s) \in \mathscr{L}(E; E)

(第VI, §1, No. 7章)。我们写U(μ)=∫GU(s) dμ(s)U(\mu) = \int_G U(s)\, d\mu(s)。我们在C(G)\mathscr{C}(G)中为C′(G)\mathscr{C}'(G)配备了紧凑收敛的拓扑。 C′(G)×E\mathscr{C}'(G) \times E到EE的映射(μ,x)↦U(μ)x(\mu, x) \mapsto U(\mu)x相对于C′(G)\mathscr{C}'(G)的等连续子集和EE的紧致子集来说是*次连续的;特别是,C′(G)\mathscr{C}'(G)到L(E;E)\mathscr{L}(E; E)的映射μ↦U(μ)\mu \mapsto U(\mu)(配备紧凑收敛的拓扑)是连续的(*loc.cit.*,Prop.16)。

在阶中,为了稍后能够应用这些结果,我们注认为,如果XX是局部紧致空间,则C(X)\mathscr{C}(X)配备紧致收敛的拓扑,是完整的(GT,X, §1, No. 6,Th.2的Cor.3)。另一方面,K(X)\mathscr{K}(X)是桶状的,因此它的对偶M(X)\mathscr{M}(X),配备了K(X)\mathscr{K}(X)中紧凑收敛的拓扑,是准完备的(TVS,III, §4, No. 2,Th.1的Cor.4)。当然,K(X)\mathscr{K}(X)对于从范数推导出来的拓扑来说是完备的,因此它的*对偶*M1(X)\mathscr{M}^1(X)对于K(X)\mathscr{K}(X)中紧致收敛的拓扑来说是准完备的(*loc.cit.*)。

现在让我们假设 UU 是 Banach 空间 EE 上局部紧凑群 GG 的连续线性表示。 集合 g(s)=∥U(s)∥g(s) = \|U(s)\| 对于所有 s∈Gs \in G。然后,如果 μ\mu 是 GG 的测度,使得 gg 是 μ\mu 可积,则有 ∫GU(s) dμ(s)∈L(E;E)\int_G U(s)\, d\mu(s) \in \mathscr{L}(E; E) 和 ∥∫GU(s) dμ(s)∥≤∫g(s) d∣μ∣(s)\|\int_G U(s)\, d\mu(s)\| \leq \int g(s)\, d|\mu|(s)(第 VI, §1, No. 7,*注* 1)。我们再次写U(μ)=∫GU(s) dμ(s)U(\mu) = \int_G U(s)\, d\mu(s)。

7. 关系自同态 U(μ)U(\mu) 和自同态 U(s)U(s) 之间

引理 4 09IW

令TT为TT的局部紧凑空间、aa点、M(T)\mathscr{M}(T)的MM子集以及F\mathfrak{F}MM上的过滤器。假设: (i) 对于TT、数∣μ∣(K)|\mu|(K)、对于μ∈M\mu \in M的每个紧凑子集KK,都在上面有界; (ii) lim⁡μ,F∣μ∣(K)=0\lim_{\mu,\mathfrak{F}} |\mu|(K) = 0 对于子集 KK 或 T−{a}T - \{a\}。 (iii) 在TT中存在aa的紧邻域VV,使得lim⁡μ,Fμ(V)=1\lim_{\mu,\mathfrak{F}} \mu(V) = 1。

引用了 1 · 被以下引用 2

引用了 定理 1, III § 4

被以下引用 推论 1, 习题 12, § 4

然后,滤波器F\mathfrak{F}在M(T)\mathscr{M}(T)中收敛到εa\varepsilon_a,并在H(T)\mathscr{H}(T)中配备紧凑收敛的拓扑。

通过假设 (i),MM 是 M(T)\mathscr{M}(T) 的等连续子集,因为它有模糊边界,并且 H(T)\mathscr{H}(T) 是桶状的(TVS,III, §4, No. 2,Th.1)。因此,只要(GT,X, §2, No. 4,Th.1)证明如果f∈H(T)f \in \mathscr{H}(T),则lim⁡μ,Fμ(f)=f(a)\lim_{\mu,\mathfrak{F}} \mu(f) = f(a)。设KK为VV的并和ff的支持度;如果K′K'是K−VK - V的闭包,则有

∣μ(K)−μ(V)∣=∣μ(K−V)∣≤∣μ∣(K′); |\mu(K) - \mu(V)| = |\mu(K - V)| \leq |\mu|(K');

因为 K′K' 是紧致的,并且没有包含 aa,因此结论就是 lim⁡μ,Fμ(K)=1\lim_{\mu,\mathfrak{F}} \mu(K) = 1。令ε>0\varepsilon > 0,并让WW是aa在KK中的开邻域,使得∣f(t)−f(a)∣≤ε|f(t) - f(a)| \leq \varepsilon对于t∈Wt \in W;一个人可以写

μ(f)−f(a)=f(a)(μ(K)−1)+∫K(f(t)−f(a))dμ(t); \mu(f) - f(a) = f(a)(\mu(K) - 1) + \int_K (f(t) - f(a)) d\mu(t);

KK上的积分可以写成WW和K−WK - W上的类似积分的和;如果 C=sup⁡∣f∣C = \sup |f|,则有

∣μ(f)−f(a)∣≤C∣μ(K)−1∣+ε⋅∣μ∣(K)+2C⋅∣μ∣(K−W). |\mu(f) - f(a)| \leq C|\mu(K) - 1| + \varepsilon \cdot |\mu|(K) + 2C \cdot |\mu|(K - W).

由于右侧的第一个和第三个项相对于 F\mathfrak{F} 趋于 0,因此可以看到确实是 lim⁡μ,Fμ(f)=f(a)\lim_{\mu,\mathfrak{F}} \mu(f) = f(a)。

推论 1 09IX

根据引理 4 中的假设,假设在加法中存在一个由 TT 包含组成的紧凑子集 K0K_0,它是所有测度μ∈M\mu \in M 的支持。然后F\mathfrak{F}也在C′(T)\mathscr{C}'(T)中收敛到εa\varepsilon_a,并在C(T)\mathscr{C}(T)中配备了拓扑的紧凑收敛。

引用了 1 · 被以下引用 3

引用了 引理 4

被以下引用 推论 2, 例, VIII § 4, 命题 19, VIII § 4

因为,C(T)\mathscr{C}(T)到C(K0)\mathscr{C}(K_0)的限制映射是连续的;因此,如果HH是C(T)\mathscr{C}(T)的紧致子集,则HH形式中函数的限制到K0K_0是C(K0)\mathscr{C}(K_0)的紧致子集。然后,只需在 K0K_0 之前在替换 TT 上应用引理 4 即可。

推论 2 09IY

如 Cor 中的假设。 1、令ff为TT的连续映射变为准完全局部凸空间EE。然后

引用了 2 · 被以下引用 1

引用了 推论 1, VI § 1. 。向量值函数的积分

被以下引用 推论 3

lim⁡μ,T∫f(t) dμ(t)=f(a). \lim_{\mu,\mathfrak{T}} \int f(t)\, d\mu(t) = f(a).

这是从 Cor 得出的。 1 和第 14 章提案。 VI, §1, No. 6。

推论 3 09IZ

令GG为局部紧致群,EE为准完全局部凸空间,UU为EE中GG的连续线性表示。令 β\beta 为GG、aa 元素 GG 和B\mathscr{B} 基的正测度,用于过滤aa 的邻域,由紧凑邻域组成。对于每个V∈BV \in \mathscr{B},令fVf_V是GG上的连续函数⩾0\geqslant 0,并包含VV中的支持,从而∫fV dβ=1\int f_V\, d\beta = 1。然后,对于每 x∈Ex \in E,

U(a)x=lim⁡VU(fV⋅β)x, U(a)x = \lim_V U(f_V \cdot \beta)x,

极限是相对于B\mathscr{B}的截面过滤器而取的。

引用了 1 · 被以下引用 4

引用了 推论 2

被以下引用 习题 3, § 2, 命题 10, 例, VIII § 4, 命题 20, VIII § 4

GG到EE的映射s↦U(s)xs \mapsto U(s)x是连续的。由科. 2、U(a)x=lim⁡V∫(U(s)x)⋅fV(s) dβ(s)U(a)x = \lim_V \int (U(s)x) \cdot f_V(s)\, d\beta(s)相对于B\mathscr{B}的截面滤波器,即U(a)x=lim⁡VU(fV⋅β)xU(a)x = \lim_V U(f_V \cdot \beta)x。

命题 10 09J0

设GG为局部紧致群,EE为准完全局部凸空间,UU为EE中GG的连续线性表示,β\beta为GG上有支持的正测度GG。

(i) 向量 U(f⋅β)xU(f \cdot \beta)x,其中ff超过K(G)\mathscr{K}(G),xx超过EE,在EE中是稠密的。

(ii) *令FF为EE的闭线性子空间。如果 FF 对于 UU 是稳定的,那么 U(μ)(F)⊂FU(\mu)(F) \subset F 对于每个 μ∈C′(G)\mu \in \mathscr{C}'(G) 都是稳定的。相反,如果 U(f⋅β)⊂FU(f \cdot \beta) \subset F 对于每个 f∈K(G)f \in \mathscr{K}(G),则 FF 对于 UU 是稳定的。

引用了 1

引用了 推论 3

(ii) 的第一个部分是直接的,因为U(s)U(s)到FF (s∈Gs \in G) 定义的限制是准完全局部凸空间中GG的连续线性表示 FF。 (ii) 和 (i) 的第二个部分源自 Cor。 引理 4 中的 3 个。

习题

参见习题为 § 2。

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