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: 98

Скачиваний: 0

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

Гл.

X V I. Классическая граница Мартина

185

то множество

U ві будет /г-пренебрежимо, и для лю­

бой точки X е

А| \ U Ф имеем Df tJ/i~> f (X)

в тонкой

топологии.

 

 

Мы сейчас докажем большее и более глубоко проникнем в суть вопроса, введя некоторые новые понятия (при этом мы ограничимся здесь рассмотре­

нием

пространства

Q): См.

Брело [17] и

особенно

Наим [I].

 

 

 

 

 

 

Фильтр § на Q,

сходящийся в Q к точке Л е Д , ,

назовем слабо Іг-регулярным,

если существует

поло­

жительная супергармоническая на Q функция

ѵ, та­

кая,

что vlh — ->0.

Если

же,

кроме того, inf (и//г) > 0

вне

любой окрестности

точки X в Q,

то фильтр на­

зовем сильно Іг-регулярным.

 

 

 

 

Совсем не очевидно,

что каждая

из

введенных

/г-регулярностей эквивалентна существованию соот­ ветствующей функции о лишь в окрестности точки X . Однако легко видеть, что обычная /г-регулярность влечет за собой слабую /г-регулярность и вытекает из сильной. Далее, слабая /г-регулярность эквива­ лентна условию G,jJ/i— ->0 (очевидно, не зависящему

от уо), а сильная — условию R k {6nU)/ 0 для любой окрестности б точки X.

Если фильтр 5' задается пересечениями множе­ ства Q с (тонкими) окрестностями точки X, то эта точка называется соответственно (тонкой) слабо h-pe-

гулярной или (тонкой)

сильно /г-регулярной.

,

Напомним

(теорема X V . 8), что отношение

GyJh

имеет в любой точке

І е Д ,

тонкий lim sup, равный

lim sup в Q;

поэтому

слабо

/г-регулярные точки со­

впадают с тонкими слабо /г-регулярными точками.

Т е о р е м а

X V I. 17

(в основном Наим [1]).

Ка-

оісдое из следующих подмножеств в Д[ является h-npe- небрежимым:

a) множество (тонких) слабо h-иррегулярных точек, b ) множество тонких h-iipрегулярных точек,

c) множество тонких сильно h-иррегулярных точек.


186 с/. 2. Граничные теории и минимальная разреженность

Доказательство. Первое утверждение вытекает из теоремы X V I. 13, а кроме того, является следствием двух других. Второе утверждение было уже доказано выше; кроме того, оно также является следствием последнего утверждения, которое мы и докажем. Рас­ смотрим счетный базис открытых множеств простран­

ства й и обозначим через 6„ те из множеств этого базиса, которые пересекаются с ДіТогда отношение

д Р (6ппа)I h тонко стремится к нулю на 6ЯЛ Д( всюду, за исключением некоторого А-пренебрежимого мно­ жества еп (теорема X V I. 13, следствие 2). Следова­ тельно, U е„ А-пренебрежимо и содержит все тонкие сильно А-иррегулярные точки.

У п р а ж н е н и е .

В

открытом множестве

со с:

c Q

c ß

можно поставить A-задачу Дирихле,

исполь­

зуя

границу

множества

о в ß (см.

Брело

[17],

где

это

сделано

в более

 

общей ситуации, описанной

в п.

1).

Определения

A-регулярности

оставим преж­

ними. Тогда сильная A-регулярность фильтра 5, схо­ дящегося к Х е Д | , эквивалентна A-регулярности этно-

сительно

со Л й

Для любой открытой

окрестности со

точки X .

 

 

 

З а м е ч а н и е о р а в н о м е р н о й и н т е г р и р у е ­

мо с т и .

Для

границы Мартина или

минимальной

тонкой границы можно получить лучшие результаты, чем для обычной евклидовой границы (гл. IX, п. 8). Данная гармоническая в Q функция и является реше­ нием D f, ! в том и только в том случае, когда она

равномерно интегрируема относительно гармониче­

ских мер ц“ г (здесь — относительно компактная

область в й и х0есй г). В этом случае функция f Рі-почти всюду равна тонкому пределу и.

Супергармоническая функция, которая щ-почти всюду имеет нулевой тонкий предел, будет потен­ циалом в том и только в том случае, когда она обла­ дает указанным выше свойством равномерной инте­ грируемости. Это легко обобщается на случай отно-


 

 

Гл.

X V I.

Классическая граница

Мартина

 

187

шения м/А,

где

h — фиксированная

положительная

гармоническая функция.

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

 

Приложения. Дальнейшее изучение задачи

Дирихле (краткие указания). С помощью введенных

выше понятий можно более глубоко изучить поведе­

ние супергармоническнх функций в окрестности точек

границы (см.

Наим [1]). Например,

если точка Х 0е Д

слабо й-иррегулярна, то:

 

 

 

 

 

 

 

 

a) Если

V — положительная

супергармоническая

функция,

то

ѵ/Іі

имеет

тонкий

предел А „ ^ 0

в Х 0.

b)

Если

фильтр

§

сходится

к

Х 0

и

GyJ h —

-> lim sup (Gyjh) в Х 0, to для любой положительной

гармонической функции и , для которой

«//г ограни­

чено,

«//?.— -> А,,.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c)

Если функция / ^ 0

на А /г-разрешима, то D f>ll/h

имеет тонкий

предел в Х 0,

который

может

быть за­

писан

в

виде

I

f d v x',

где

ѵ

не

зависит

от f.

При

этом

ѵ-измеримость'совпадает с (^-измеримостью и

множества ѵ-меры

нуль и цЛ-меры

нуль

совпадают.

Для

общей

компактной границы (п.

1)

аналогич­

ный

анализ

нельзя

продвинуть

столь далеко, но не­

которые результаты могут быть получены с помощью важной теоремы Наим, согласно которой при усло­ вии АЛ общая задача Дирихле из п. 1 эквивалентна соответствующей задаче Дирихле для границы Мар­ тина (так как с точностью до двух /г-пренебрежимых множеств существует взаимно однозначное отображе­ ние исходной границы на Лі). Граница А наряду с евклидовой является наиболее важной из компакт­ ных границ, и было бы желательно провести более глу­ бокий сравнительный анализ этих границ, чем это сделано до сих пор. Конечно, основной топологией остается тонкая топология.

Имеются очевидные обобщения на случай функ­ ций комплексного переменного и важные приложения к римановым поверхностям (напомним, что гипербо­ лические римановы поверхности являются простран­ ствами Грина), а именно к проблеме соответствия


188 Ч. 2. Граничные теории и минимальная разреженность

между двумя гиперболическими поверхностями и их границами Мартина (см. Брело [17, 18, 29], Наим [1], Константинеску и Корня [1], Дуб [5, 7]).

В следующей главе будет предпринято более глу­ бокое изучение тонкой топологии и будут рассмот­ рены связи с более ранними классическими резуль­ татами.

Глава XVII

СР А В Н ЕН И Е Д В У Х ТИПОВ Р А ЗР ЕЖ Е Н Н О СТ И . ТО Н КИ Е И Н ЕК А СА Т ЕЛ Ь Н Ы Е П Р ЕД ЕЛ Ы (К Л А ССИ Ч ЕСК И Й С Л У Ч А Й . ПРИМЕРЫ )

1.

 

Некоторые

примеры

 

сравнения.

Т е о р е м а

X V II. 1. Рассмотрим пространство Грина й и полярную

точку і 0е й .

Для

любого множества из

=

Q \

{лг0}

разреженность в точке х0 в пространстве й эквива­

лентна

минимальной

разреженности

относительно

минимальной функции <7.7.

 

 

 

 

 

 

 

 

Доказательство. Мы знаем (теорема

X IV . 6),

что

функция

G'x0

минимальна

в

Q,.

Далее,

множество

е с : Q,

будет

разреженным

в

точке .ѵ0

 

в й

в

том

и только

в

том

случае,

когда

^Reaa j

Ф G*o.

Н о

 

 

 

на

так как положительные супер­

гармонические функции на множестве Й! являются

сужениями на это множество

положительных супер­

гармонических функций на й.

Таким ■

образом,

раз­

реженность в xQэквивалентна минимальной разрежен­

ности для

Gx0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Другое

по форме доказательство основано на со­

впадении

потенциалов

в Й \

(х0}

и потенциалов в й

для мер, не нагружающих {х0}.

 

 

 

 

 

 

у п р а ж н е н и е .

Если х0— неполярная точка в про­

странстве й (размерности 2^3), то разреженность в х0

рлечет

за

собой минимальную

разреженность в Йі


Гл. X V II. Сравнение двух типов разреженности

189

относительно минимальной функции G*0, но обратное неверно. Минимальная разреженность эквивалентна в этом случае разреженности множества, получаемого инверсией образа в R" окрестности точки х0 (Брело [6]).

Для обобщения предыдущей теоремы нам понадо­ бятся две леммы.

Л е м м а

X V II. 2.

Рассмотрим область со

в прост­

ранстве Грина Q и иррегулярную точку

для и.

Тогда U =

Ga —

U"

является в со минимальней гар-

 

*0

 

 

 

 

монической

 

 

х0

 

 

 

функцией.

 

 

Доказательство. Действительно,

рассмотрим в со

гармоническую

функцию и, 0

Если

щ ести

продолжение функции и + R^ß с со на Q посредством

функции Gyo, то йі — потенциал. В самом деле, если ѵ обозначает потенциал, равный бесконечности на мно­ жестве е cz да fl Q, где Ссо разрежено, то ut + п~хѵ есть неотрицательная супергармоническая функция;

и то

же справедливо для

функции lim («| + п~]ѵ),

вне е

равной щ и, значит,

йЛ\ вне {,ѵ0} эта функция

локально ограничена. Так как щ ^ Gi"„, то й\ — дейст­ вительно потенциал, и соответствующая мера р не нагружает е, кроме, возможно, точки {х0} ‘). Следова­ тельно, йі — V + ccG.Vo, где V — потенциал сужения р/ меры р на С{.ѵ0}. Далее,

Но

 

+

 

а > 0 .

 

1

 

X,

 

 

 

 

 

 

 

 

так как к, =

G° квазивсюду на С и ,

а R v =

потому что р'

сосредоточена на Си . Итак,

u =

ü. — Rcl = a ( G

a — R(^ )

= aU на и.

 

1

\

Оѵ )

 

*)

Если неотрицательная супергармоническая функция w

на со

конечна на полярном множестве е, а р, — ассоциированная

с ней

мера, то е имеет нулевую внутреннюю р,-меру.