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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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 ѴіѴ\ 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 w2w2 (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' 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-