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: 119

Скачиваний: 0

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

140 Ч. 2. Граничные теории и минимальная разреженность

первоначально для римановых поверхностей и исполь­ зуемую обычно в теории функций комплексного переменного.

4) Если рассмотреть все вещественные непрерыв­ ные функции класса BLD (см. гл. IX, п. 9, подстроч­ ное примечание на стр. 109) на римаңовой поверх­ ности или в (^-пространстве, то мы получим компак-

тификацию Ройдена.

5) Рассмотрим следующий подкласс предыдущего класса функций: для каждой функции f из этого под­ класса существует замкнутое множество Р, вне кото­

рого f гармонична и реализует минимум

интеграла

Дирихле в

классе B LD -функций, равных

f на С F.

Тогда мы

получаем компактификацию

Курамоти

(определенную им для римановых поверхностей), хо­ рошо приспособленную для изучения B LD -функций. По этим важным вопросам см. сборник „Kuramochi boundaries on Riemann surfaces“, Lecture Notes, v. 58, Springer, 1968.

6) В следующей главе мы детально изучим еще одну и самую важную для нас компактификацию,

а именно компактификацию Мартина.

 

Глава XIV

К Л А С С И Ч Е С К О Е

П Р О СТРА Н СТВ О М А Р Т И Н А 1).

И Н Т ЕГР А Л Ь Н О Е

П Р Е Д С Т А В Л Е Н И Е М АРТИ Н А

1. Элементарное введение. Рассмотрим на про­

странстве Грина Q семейство функций х >—> ^

и\ =

= К(х, у)

0е й фиксировано), зависящее от пара­

метра у.

Если ПОЛОЖИТЬ К (у0, у0) = 1, то

функция

X I—э- К (х,

у) будет непрерывной и при у =

у0.

 

Т е о р е м а X IV . 1. Пространство Q, получающееся по теореме Константинеску1{орня (гл. XIII), в слу-

') См. фундаментальную работу Мартина [1], а также обзор' ные статьи Брело [12, 24J.


Гл. X IV . Классическое пространство Мартина

141

чае, когда в качестве Ф взято указанное только что семейство функций, не зависит, с точностью до гомеомерфизма, от точки у0. Оно называется простран­

ством Мартина, а множество A = Q \ Q — границей

Мартина. Топология пространства Й будет обозна­ чаться через £Гт .

Доказательство. В любой области Q, с Qj сл Q, Q, э у0 функция у I—> G (х, y)/G (х , уа) гармонична, если

x ^ Q lt положительна и равна 1 в у0. Поэтому

при

.V—ѵ Х е й

\ й эта функция стремится к гармонической

положительной функции. Рассмотрим

 

G (х, у)

G (х, у)

G(x,y'o') , где у'о, у'' е= Йр У'о *

У'о-

G (х, у'о)

О(х,уо)

G (х, у'0)

 

Если Q', Ü " обозначают пространства, соответствую­ щие семействам, связанным соответственно с точками

у'0, у'о, то оба множителя справа сходятся в й " при

X е Й" \ й к конечным положительным пределам; то же справедливо поэтому для левой части. Если при различных Х и Х 2 пределы левой части при У — y'ö

различны, то эти пределы разделяют точки множе­

ства й" \ Й; в противном случае при некотором у будут различны пределы G{x, y)/G {х, у") в соответ­

ствии с определением й". Таким образом, пределы (в й") левой части при х - ^ І е О ^ Ч Й и любом у существуют и разделяют точки множества й " \ Й. Следовательно, й гомеоморфно й".

Д о п о л н е н и я , і) Предел К (X, у) функции Д (х, у)

при х - > І е 0 \ й (обозначаемый также через Д х {у)) есть вещественная непрерывная функция точки {X, у ) е s Д X й. Это — следствие непрерывности по X и равномерной непрерывности по у.

іі) Рассмотрим при фиксированном у0 семейство функций X >—*■ К (х, у,) для плотного множества {уг}. Пространство, получаемое в этом случае по теореме

Константинеску — Корня, совпадает с Й, так как


142 Ч. 2. Граничные теории и минимальная разреженность

функции у ь-9- /<■ (.V, у) сходятся, когда х стремится к любой граничной точке этого пространства. Введем, далее, счетное семейство {ф/} вещественных непре­

рывных функций с компактным носителем, плотное во всем пространстве таких функций (с нормой sup | • |). Слабейшая равномерная структура в Q, в которой все функции K{x,tji) и фу равномерно непрерывны,

есть структура, пополнение которой дает Q. Это показывает, что структура, о которой идет речь, имеет счетный базис окружений и, следовательно, про­

странство Q метризуемо.

У п р а ж н е н и е . Указать явную

форму метрики

в Q (как это и сделал Мартин).

 

 

ііі) Вместо

G ( x , y 0)

мы могли бы

рассматривать

непрерывные

функции

G' (х , //0) =

J*

G іх > У) Ф “" (у)

(где — гармоническая мера для регулярной области

сй0 э у0) и соответствующие нм функции К'. Полу­ чаемое таким образом пространство снова совпадает

с Q (так как К' = К при хфаз0).

2.Минимальные гармонические функции в про­

странстве Грина

Q. Возьмем в качестве U

и Р

(см. гл. X II, п. 3) неотрицательные гармонические функ­

ции и потенциалы. Аксиомы А! и А 2 выполнены.

Кроме

того, U выпукло

и в пространстве <SV разностей не­

отрицательных гармонических функций с естествен­ ным порядком U является неотрицательным конусом. Поэтому минимальные гармонические функции являются точками на крайних образующих конуса U. В <§ѵ мы можем ввести топологию локальной равно­ мерной сходимости, и тогда множество функций из <§и, определяемое условием u ( y o ) = U будет замкнутой гиперплоскостью. Положительные функции из этой

гиперплоскости

образуют

компактное

метризуемое

множество Ви, (например, с

метрикой

sup| и{— м21

по некоторой фиксированной

окрестности точки у0).

Крайние точки

Ву, совпадают с минимальными гар­

моническими функциями,

равными 1 в у0, и их мно-


Гл. X IV . Классическое пространство Мартина

143

жествами есть непустое множество типа Gfi (как мно­ жество крайних точек компактного метризуемого множества в линейном пространстве).

Найдем все минимальные гармонические функции. Очевидно, что если р — положительная мера на Д,

то j К (X, у) dp (X) есть положительная гармониче­

ская функция в Q (это следует из критерия среднего). Справедливо и обратное утверждение.

Ле м м а X IV . 2. Всякая неотрицательная функция и, гармоническая в Q, допускает представление

ч(у) — j К (X, у) dp (X),

(1)

где р — положительная мера Радона на Д.

Доказательство. Если Q„ — возрастающая последо­ вательность относительно компактных открытых мно­

жеств, такая, что и UQ« = Q, то функция R°un является потенциалом (она супергармонична и

Gya, если Я выбрать

так, чтобы XGy^

u на дйп

и, следовательно, на Q„).

Представление

Рисса дает

ф . М = J G (х, у) d\in (х) = I к (X, у) dvn (х),

где dvn (х) = G (х, у0) dp„ (х), J dvn= и (у0) и supp ѵ„ с

er dQ„. Молено извлечь подпоследовательность ѵ„р,

слабо^ сходящуюся к положительной мере р на Q с носителем в Д. Непрерывность функции х і—> К(х, у)

на Й дает

и ( у ) = \ К ( Х , y) dii(X).

Т е о р е м а X IV . 3. Всякая минимальная гармони­

ческая функция и равна

и(у0)І((Х, у) для некото­

рой точки Я е Д ,

'

Соответствующие точки X называются минималь­ ными точками границы Д, и их множество обозна­ чается через Д}.