Файл: Брело, М. О топологиях и границах в теории потенциала.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.10.2024
Просмотров: 107
Скачиваний: 0
62 |
Ч. 1. Внутренняя тонкая топология |
ему |
меру Эванса ѵ с потенциалом и; J и ф = |
= | udv конечен, откуда ц(/(п) = 0 и ц(е) = 0.
у) Нам потребуется существование конечного не прерывного потенциала U > О, обладающего следую щим свойством: для каждой точки х0 е Q он допу скает разложение U = u\-\-u2, где и ,— конечный не прерывный потенциал, а и2— конечная непрерывная функция ^ 0 , для которой х0 есть глобальная точка пика (см. гл. I, п. 1).
Покроем Q счетным числом открытых множеств со/( таких, что ш,- компактно, не содержит точек на бес конечности и содержится в некотором Ѵх, и открытых множеств со', которые содержат точки на бесконеч ности. В каждом множестве со,- рассмотрим конечный непрерывный потенциал V;, порожденный мерой, рав ной нулю вне и,-, а в со; являющейся прообразом меры Лебега на со! (образе со,-). Если х0е со,-, то мы
рассмотрим множество со', образ которого есть шар
с центром в х'0, и функцию Ѵ\, полученную из Ѵі за меной ее на со*, функцией, образ которой есть интеграл
Пуассона для шара. Тогда функция Ѵі— Ѵ\ равна нулю вне соJ-, а в со! является функцией, образ которой есть
-потенциал лебеговой меры. |
Заметим, |
что для |
Ѵі — Ѵ*і точка х0 является |
глобальной |
точкой |
пика. |
|
|
Рассмотрим теперь со' и содержащуюся в нем точку на бесконечности Х ‘. В случае п > 2 мы пола гаем Ѵ‘ равной функции Грина с полюсом в X 1, а при л =2 определяем на некотором множестве со} с: со' меру
так, чтобы ее С п-потенциал был конечен и непрерывен,
а G “ 1-потенциал, продолженный нулем, был также не прерывен и имел точку пика в X 1 (это можно сделать, переходя к образам и используя инверсию) и в качестве V 1берем Ой-потенциал этой меры. Наконец, мы рассма
триваем |
+ S A .1!71, где положительные числа Яг, |
Гл. VI. Понятия классической теории потенциала |
63 |
||
К1 выбраны так, |
чтобы |
|
|
2 |
s u p V; < + о о ,2 k* S l i p V1 < - ф 0 0 • |
|
|
Эта сумма и дает искомый потенциал U . |
|
||
Полученный |
результат без труда обобщается |
на |
|
любое открытое подмножество в Q. |
|
б) Уточнение аппроксимационной леммы п. 6, ß).
Если функция f конечна, непрерывна и неотрицательна на Q и равна нулю вне компактного множества К а О ,
^ О
а К і<=й—такое компактное множество, что Ка:Кі<аКи то существуют конечные непрерывные (?я-потенциалы
Ѵ\, ѵ2, такие, |
что щ — v2^ 0 , vt — u2 = 0 на |
С Кі и |
|
I Vi — v2 — f I < |
e на не |
|
|
действительно, рассмотрим открытое множество йі |
|||
и компакт К 2, |
такие, что Кі |
ßi Пі а> Ко ^ |
°0 |
|
° |
— |
Кг а> К |
причем граничные точки й г\ |
К 2 регулярны. Применяя |
лемму п. 6, ß), получим (^'-потенциалы иь и2, такие,
что I ы, — и2— / I < |
е на |
К- |
Рассмотрим функцию |
||
I « ,— и2\+, которая |
также |
является |
разностью |
двух |
|
аналогичных потенциалов |
и[, |
и'0, и |
заменим |
и'ѵ и'2 |
в йі \ К 2 решениями задачи Дирихле с граничными значениями, равными нулю на дЙ] и соответственно и'ѵ и'2 на дК 2■ Продолжив эти функции нулем, мы
получим конечные непрерывные всюду функции суб гармонические вне К 2- Эти функции U b U 2 предста вляются в й локально, а следовательно, и глобально как разности конечных непрерывных Оя-потенциалов (мер, сосредоточенных на К :) до,— w\ и w2— w2 (это
представление справедливо с точностью до гармони ческих функций, которые в данном случае равны нулю). Легко видеть, что до, + w2 и до2 + w[ и могут
быть взяты в качестве щ и ѵ2.
10.Приведенные функции и выметание '). Возьмем
снова в качестве й пространство Грина, а в качестве
') Выметание здесь и далее строится для любого множе* ства е по методу работы Брело [8] 1945 года (несколько усовершен ствованному). Этот метод может быть обобщен и приспособлен к аксиоматическим теориям гармонических функции; при раз-
64Ч. 1. Внутренняя тонкая топология
Ф— множество неотрицательных гипергармонических
функций. |
Для |
любого |
множества |
e c Q |
и |
любой |
||
функции |
ф ^ О |
выполнены |
следующие утверждения. |
|||||
|
a) Функция |
гипергармонична, |
а в случае когда |
|||||
она |
супергармонична, |
она |
гармонична вне |
<?. Если |
||||
Ф > |
0, то условие R^ — Q в |
одной |
точке |
или |
всюду, |
или условие Ry — 0 где-нибудь, или же условие Ri < 1 всюду — все эти условия эквивалентны тому, что множество е полярно, а также тому, что оно прене брежимо. _
b) Rv (x) = inf I -7?pdp“ , где g — семейство откры-
тых окрестностей точки л*.
c) Rф= R% на С е и квазивсюду на е.
d) /?ф есть наименьшая гипергармоническая функ ция, которая ^ 0 на Q и ^ ф квазивсюду на е (а по тому не изменяется при изменении е на полярное
множество). Заметим еще, что І?Іе = Щ . RФ
e) Если ф„ \ ф, то Ryn | ЯФ; если еп f е, то Я*'*.Т Щ,.
вернутом изложении он базируется на большой теореме сходи мости. Совершенно иной метод был указан несколько позже
Картаном [2J (в явной форме для R", |
3); он основан на |
использовании понятия энергии и теории |
гильбертовых прост |
ранств и положил начало обобщениям в иных направлениях. Что касается предшествующих работ Валле-Пуссена, Фростмана и других по теории выметания в основном для случая компакт ных множеств, см. библиографию в Брело [14].
Упомянем еще о выметании второго типа, которое полу чается, если в d) (см. п. 10) заменить слова „квазивсюду на е" словами „за исключением множества, все замкнутые подмноже ства которого полярны“ . Соответствующие этому случаю рас суждения см. в статьях Брело [8] н Картан [2]. Они предста вляются нам не столь полезными и не будут здесь рассматри
ваться. Для функций Ry, и Щу где IF — неотрицательная
супергармоническая функция, могут быть получены дальнейшие свойства и даны другие доказательства устанавливаемых здесь свойств (без использования задачи Дирихле и большой теоремы сходимости), которые сохраняют силу и в более общих аксио матических теориях (см. Бобок, Константннеску и Корня [2]).
Г л. |
VI. |
Понятия классической теории потенциала |
65 |
f) Если функция ф непрерывна, но не обязательно |
|||
конечна, |
то |
Pfp= inf Щ,, где со — открытое множество, |
|
|
|
0) |
|
содержащее е с точностью до полярного множества.
'll. Свойства Ш для неотрицательной супергар монической функции V. Выметание. Обозначения и
терминология. Функция Ш называется функцией, выметенной относительно ѵ и е, и обозначается еще
через $%. Если ѵ есть С-потенциал меры ц, то также есть Я^-потенциал некоторой меры, которую
мы будем |
обозначать |
через |
|
и называть выметен |
||||
ной мерой. |
Функция G'x является потенциалом меры |
|||||||
Дирака е.ѵ, |
и значит, |
есть Я~-потенциал меры btx- |
||||||
Напомним |
некоторые |
|
|
|
|
|
||
С в о й с т в а ф у н к ц и и |
|
a^) Для |
всякого |
от |
||||
крытого |
множества со |
имеем |
“ = A “, |
на со, |
где |
|||
функция |
о, равна ѵ на й и |
нулю в точке Александ |
||||||
рова пространства |
Q. |
|
множество со сі Q и гра |
|||||
b') Рассмотрим |
открытое |
ничную точку х0 (не являющуюся точкой Александ
рова |
А). |
Пусть |
сг — любая |
окрестность |
точки х0, |
|
а V — конечный непрерывный положительный потен |
||||||
циал. |
Регулярность точки х0 для со эквивалентна ра |
|||||
венству |
|
(хо) = V (хо) или условию Яи“ Па (х)—>о (Хо), |
||||
х ^ с о , |
х —>х0, |
которое должно |
выполняться |
либо |
||
а) |
|
для |
всех |
а и ѵ, |
|
|
либр |
|
|
|
|
|
|
ß) для одной компактной окрестности а и всех ѵ, |
||||||
либо |
|
|
|
|
|
|
у) для одного потенциала ѵ и всех о. |
|
|||||
В |
самом деле, |
в силу а') |
регулярность |
влечет за |
||
собой |
а); |
из аппроксимационной леммы следует, что |
ß) влечет Яф 4 а —> ф (х0) в точке х0 для любой конеч ной непрерывной функции ф при условии, что эта функция равна нулю в А, а значит, и без этого по следнего условия, но это и означает регулярность. Наконец, у) влечет а). Действительно, если это не
так, то для некоторых сг и ѵ' будем иметь (хо) <
з М, Брело
66 |
Ч. 1. Внутренняя тонкая топология |
||
< ѵ- (х0). |
Выберем А, так, |
чтобы Кѵ (х0) было заклю |
|
чено строго между этими числами. |
Тогда в некоторой |
||
окрестности О) ст сг будет |
%ѵ < ѵ' и |
< Я ? Ъѵ" П(а.ѵЫо). <, |
|
Я ? “ |
n ff‘ (.ѵо) < |
n 0 1 Ы |
Следовательно, $fäana'(xo) < ѵ (хо), и получено про тиворечие.
b") Для всякого компакта k и ,v0<=ö& имеем
kv = Rvk на к, и устойчивость точки х0 эквивалентна условию
Ruk(xо) = ѵ{хо)
для всех конечных непрерывных потенциалов ѵ.
c') Отображение v н—> $1 аддитивно. Действительно, в силу а') это верно для замкну
тых е; согласно п. 10, е), это верно для открытых е; для любых е и непрерывных ѵ это следует из f); на
конец, мы |
получаем тот же результат для любых |
ѵ |
и е, беря |
последовательность непрерывных ѵп f ѵ |
и |
используя е). Отсюда следует аддитивность отобра
жения р |
Ьр. |
|
d') |
@вх {у) = @ау (х). |
(7) |
Ввиду е) и {) достаточно рассмотреть только слу чай, когда е замкнуто или даже компактно. Если х, у находятся в Се, то искомый результат вытекает из того факта, что для любого потенциала и ^ О , конеч ного и непрерывного на де, наибольшая гармониче
ская миноранта |
на |
Се |
равна Ru- |
В |
таком случае |
|||
Gx — Gxe j r R a x |
на |
Се, |
и остается |
воспользоваться |
||||
симметрией |
функции Грина. |
Если х н у полярны (и |
||||||
находятся, быть может, |
в е), то |
мы сначала доба |
||||||
вляем |
к Се |
открытые |
окрестности |
точек х и у, |
||||
а затем |
стягиваем |
их к этим |
точкам. |
Если х или у |
или обе эти точки не полярны и по крайней мере одна из них находится в е, то мы используем свой
ства |
функций |
Gx (конечной и непрерывной, если |
точка X не полярна) и регулярностью любой неполяр |
||
ной |
граничной |
точки. Если точки х н у принадле- |