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: 105

Скачиваний: 0

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

Гл. X V I.

Классическая граница Мартина

171

й-пренебрежимым.

Термин' “ й-почти всюду“

(й-п. в.)

означает “ всюду, за исключением й-пренебрежимого подмножества в Д“ . Отметим, что D fJl не меняется при изменении f на й-пренебрежимом множестве. По­

этому на таком

множестве функция f может быть

не определена.

 

 

 

Положим Dfth равным

Из предыдущей

леммы следует,

что D ft Л^

 

h. Если обе огибающие

равны и конечны (и, значит, гармоничны), то функ­ ция f называется h-разрешимой, а эта общая огибаю­ щая обозначается через D ^ h (гармоническое решение

й-задачи Дирихле ')).

Очевидно, что 1 й-разрешима и

D Uh = h. Отметим,

что й-разрешимость сохраняется

при линейных операциях и переходе к пределу по

равномерной сходимости.

 

 

Далее

мы будем развивать теорию подобно клас­

сической теории для ограниченных областей в R“ (из­

ложенной

в Брело

[25]

и в более общей

форме

в Брело [19, 20]).

 

 

 

Л е м м а

X V I. 2.

Если

последовательность

fn воз­

растает, и

Dfn, h >

— °°,

то Dfn и также возрастает

и стремится к Dnmfn,h.

Доказательство такое же, как в классическом слу­

чае

или в общей теории (Брело [20, 28]). В

частно­

сти,

если еп f

, U ап — е, то hen | . hen - * h e.

 

Т е о р е м а

X V I. 3. '

Предположим,

что

каждая

конечная вещественная

непрерывная

функция на А

h-разрешима

(условие

А л). Тогда

линейная

форма

Ф и- >

л {у)

может быть записана

в

виде

J ф dvft

(где ѵ[[ — однозначно определенная мера Радона на А)

и для

любой

функции f имеем

D fi h(y) = , J f dv^.

‘) На

языке

аксиоматической теории

(Брело [19]) Df, д/Л

следовало бы назвать решением задачи Дирихле для h - г а р м о - н и ч е с к и х ф у н к ц и й (отношений гармонических функций к h) при заданной граничной функции f .


172 Ч. 2. Граничные теории и минимальная разреженность

Следовательно, /ге(у) есть внешняя ѵ!(-мера множе­

ства е. Далее, h-разрешнмость функции f эквива­ лентна ее ^-интегрируемости (это условие не зави­

сит от у), и если эта интегрируемость

имеет

место,

то

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J fdv«h.

 

 

 

 

Доказательство такое же, как в классической или

общей теории.

 

 

 

 

 

 

 

 

Нам

потребуется

еще

 

 

 

 

 

 

Л е м м а X V I .4.

Если

а — произвольная

открытая

окрестность множества е в Q, то 1іе — inf

\

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

 

Доказательство.

Неравенство

he^ i n l R^n~ оче-

видно. Если супергармоннческая функция

ѵ ^

О

удовлетворяет

в каждой

граничной точкеа

условию

lim inf (v/h)

то ѵПі после полунепрерывного снизу

продолжения будет

> 1 — е на некотором

открытом

подмножестве ß пространства Q, содержащем

е.

Поэтому

ѵ/( 1— е) >

h на

ßflö.

ѵ/(\е ,)^ Я п П°'

и,

следовательно,

he ^ ( 1— e )^ ,n".

Так

как

е

произ­

вольно,

то he

inf Rnna.

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

С л е д с т в и е 1.

Существует

такая убывающая

последовательность (а„) открытых окрестностей мно­

жества е в пространстве

Q, что he = inf ^ “дПй.

 

П

С л е д с т в и е 2. Для

всякого е сг Д имеем he =

= inf hy, где у пробегает множество всех окрестностей

Y

множества е.

 

 

 

Л е м м a X V I. 5.

Для

всякого

е а А имеем

{ h e )e = = h e -

 

 

 

Доказательство.

Выбрав

открытую

окрестность а

множества е в Й, введем убывающую последователь­

ность а„ с; а, как в следствии 1. Тогда

н а ^

=

 

I.

 


Гл. Х Ѵ і. Классическая граница Мартина

173

==Левая часть стремится к ЯмПР' *2), а inf

ае

равен (he)e, откуда и вытекает требуемое равенство.

Много дополнений и дальнейших результатов можно найти у Брело [16] и Наим [1]. Исследуются роль условия А/,, случай переменных функции h и области Q в заданном пространстве Грина, различ­ ные типы компактификации, т. е. различные границы, поведение функций вблизи этих границ и т. д. Упо­ мянем некоторые из результатов. Без предположения о том, что выполнено условие Ал, отображение ен-5-/г(е) для компактных множеств е является ем­ костью Шоке (и даже альтернирующей бесконечного порядка); эта емкость аддитивна (т. е. определяет меру с соответствующей внешней мерой, равной he для любого е) в том и только в том случае, когда имеет место условие А,ѵ При условии Ал базис фильтра g, сходящийся к Г е Д , называется Іг-регу- лярным, если для всякой конечной непрерывной

функции f

имеем

D fi ,Jh —r> f(X). Это эквивалентно

условию

 

 

 

 

a) для.

всякой

функции

f,

ограниченной сверху,

lim sup (Df, /(//г)<1іт sup f в А,

а также условию

5

 

 

компактного е ф Х .

b) t i jh —r*- 0 для всякого

Условия а) и Ь) эквивалентны и без предположе­

ния о том,

что выполнено

условие АЛ и могут слу­

жить определением /г-регулярности базиса фильтра $

в'общем случае.

 

1

Граничная точка

Г е Д

называется h-регулярной,

если ее окрестности

пересекают Q по /г-регулярному

фильтру S- С помощью

этого понятия могут быть

обобщены некоторые классические результаты, отно­

сящиеся к евклидовой

границе. Например, рассмо­

‘) В силу следующего замечания: для открытых множеств

ß <= ß' с: й имеем

=

Неравенство <1 очевидно. Но левая

часть мажорирует ѵ на ß и, следовательно, мажорирует правую часть (тот же результат вереи для любых множеств ß crß").

2) В силу общей формулы (8) гл. VI, стр. 67.


174 Ч. 2. Гранччные теории и минимальная разреженность

трим величину 3?% (х), равную lim inf в точке X от­ ношения ирг, где и — супергармоническая функция и м//г ограничено снизу. Если точка X является /z-регулярной, то

2 1 { Х ) =

lim inf 3)[{Y)

 

У - ^ X , У 6 Д \ Е

для любого Л-пренебрежимого множества Е. Однако неизвестно, будет ли множество /г-иррегулярных гра­ ничных точек /г-пренебрежнмым.

Упомянем еще, что в связи с общей теорией за­ дачи Дирихле изучались метризуемые, полные, но, вообще говоря, некомпактные пространства и соот­ ветствующие им границы, причем граничные условия выражались с помощью фильтров. Интересные при­ меры получаются при пополнении по метрике, совме­ стимой с топологией й, с помощью базисов фильт­ ров, определяемых концами некоторых линий, напри­ мер линий Грина (Брело н Шоке [1],- Брело [15], Оцука, Арсоув и Джонсон).

2. Основной случай: пространство Мартина й . Далее будем предполагать, что й = й (см. Брело [17]).

Л е м м а X V I.

6. Пусть точка X

минимальна (т. е.

І е Д ф

Если

Х е е , то {Кх )е =

К х > в противном

случае

(Кх )е =

0.

 

 

Доказательство. Для любой открытой окрестно"

сти а множества е в пространстве й множество аГ)й будет неразрежено в Х е е (лемма X V . 1). Следова­

тельно, $к)^ = К х (определение разреженности) и

{КХ)е = К Х.

Вслучае X ф е мы докажем даже немного больше,

а именно что х )а \{Х) ~

Воспользуемся существо­

ванием окрестности Е множества Л \ [X) в Q, такой, что Е (]й разрежено в X (лемма X V . 2). Тогда

R Xxa < Кх

и, следовательно, (

Кх)&\ {A-( <

Кх-

Теперь

достаточно

заметить, что для

любого

е с А

мини­

мальная функция К х удовлетворяет условию {Кх)е — 0


 

Гл. X V I.

Классическая граница Мартина

175

или (Кх)е — Кх-

в

самом деле, так как

( К х ) е ^ К х >

то

(Кх)е =

1К х

 

далее

((Кх )е)е =

Н К х )е> так

ЧТО

(КХ)е =

1ІКх)е>

и ПОЭТОМУ

Либо {КХ)е = 0,

Либо

/ =

1.

 

 

 

 

 

 

Л е м м а

X V I. 7.

Обозначим

через н ,

меру,

фигу­

рирующую

в представлении

Мартина

функции h

(см.

теорему X IV . 4). Тогда

 

 

 

he(У)= J К х (У) dH, (X) =.J фД-х dph

е

(где срг — характеристическая функция (индикатор) е). Если множество е борелевское (или даже только Неизмеримое), то, обозначая через не, сужение мерын,

на е, будем иметь

he (У) — J Кх dpeh(Х)\ he (у0) = J dp,.

е

Доказательство. Предположим сначала, что е ком­ пактно. Рассмотрим открытую окрестность а множе­

ства е в Ü. Тогда, согласно лемме X V . 10,

R f n(y) = J RKT(y)dlih(X).

Беря убывающую последовательность {art) таких мно­ жеств а с пересечением, равным е, убеждаемся, что

истремятся соответственно к 1ге и (Кх )е-

Следовательно,

Для

J

Ш е dH, (X) =

J

К х dH, (X).

he (У) =

 

 

 

 

 

е

 

открытого множества е рассмотрим возра­ стающую последовательность компактных еп с (J еп= е и получим ту же самую формулу. Для произволь­ ного е рассмотрим множество всех открытых окрест­

ностей j

в А; очевидно, /г* = inf/г,. Для фиксирован-

 

/

ного у

интеграл

 

/J К х (У) dHu есть К х (У) ^(хй-мера