절대 연속성

Absolute continuity

미적분학에서 절대 연속성연속성균일한 연속성보다 강한 기능의 부드러움 속성이다. 절대적 연속성의 개념은 미적분학의 두 중심적 운영인 미적분학의 차이통합 사이의 관계에 대한 일반화를 얻을 수 있게 한다. 이 관계는 리만 통합의 틀에서 일반적으로 (미적분의 근본적인 정리에 의해) 특징지어지지만, 절대적인 연속성을 가지고는 르베그 통합의 관점에서 공식화될 수 있다. 실제 라인의 실제 가치 함수의 경우, 기능의 절대 연속성과 측정의 절대 연속성의 두 가지 상호 관련 개념들이 나타난다. 이 두 가지 개념은 다른 방향으로 일반화되어 있다. 함수의 일반적인 파생상품은 측정치의 라돈-니코딤 파생상품 또는 밀도와 관련이 있다.

실제 라인의 컴팩트한 부분 집합에 걸쳐 기능에 대한 다음과 같은 포함 체인을 가지고 있다.

절대 연속형 uniformly 균일하게 연속형= 연속형

그리고, 짧은 시간 동안,

연속적으로 다른립스치츠 연속 absolutely 절대적으로 연속적bound 경계된 변화 almost 거의 모든 에서 다른 different

함수의 절대 연속성

연속함수는 균일하게 연속되지 않으면 절대적으로 연속되지 못하는데, 기능의 영역이 콤팩트하지 않을 경우 발생할 수 있다. 예로는 [0, //2에 걸쳐 태닝(x), 전체 실선에 걸쳐서2 x, 그리고 (0, 1)에 걸쳐서 죄(1/x)가 있다. 그러나 연속함수 f는 콤팩트한 간격에서도 절대적으로 연속되지 않을 수 있다. "거의 어디에서나 구분할 수 없는" (어디에서도 구별할 수 없는 위어스트라스 함수처럼)가 아닐 수도 있다. 또는 거의 모든 곳에서 차별화될 수 있고 파생상품 f ′은 르베그 통합이 가능할지 모르지만 f integral의 적분은 f의 증가(간격으로 f가 얼마나 변화하는지)와 다르다. 예를 들어 칸토어 기능에서 이런 일이 일어난다.

정의

Let be an interval in the real line . A function is absolutely continuous on if for every positive number , there is a positive number k , )의 쌍방향 분리 하위 인터벤션의 유한 시퀀스가 x <i(를 충족할[1] 때마다 \ }

그때

의 모든 절대 연속 기능 모음이 ( I )로 표시됨

등가정의

압축간격 [a,b]의 실제값 함수 f에 대한 다음 조건은 동일하다.[2]

  1. f는 절대적으로 연속적이다.
  2. f는 거의 모든 곳에서 파생 f ′을 가지고 있고, 그 파생상품은 르베그와의 통합이 가능하다.
    [a,b]의 모든 x에 대해,
  3. [a,b]에는 다음과 같은 Lebesgue 통합 함수 g가 있다.
    [a,b]의 모든 x에 대해

이러한 등가 조건이 충족되면 g = f ′ 거의 모든 곳에서 필수적으로 충족된다.

(1)과 (3) 사이의 등가성은 르베그에 기인하여 르베그 적분학의 근본 정리로 알려져 있다.[3]

측정에 대한 동등한 정의는 절대 연속성의 개념 사이의 관계를 참조한다.

특성.

  • 절대적으로 연속적인 두 함수의 합과 차이도 절대적으로 연속적이다. 만약 두 기능이 경계 폐쇄 간격으로 정의된다면, 그들의 제품 또한 절대적으로 연속적이다.[4]
  • 절대 연속 함수가 경계 폐쇄 간격에 정의되고 0이 아닌 경우, 그 역수는 절대 연속이다.[5]
  • 모든 절대 연속 기능은 균일하게 연속적이며, 따라서 연속적이다. 모든 립스키츠-연속 기능은 절대적으로 연속적이다.[6]
  • f: [a,b] → R이 절대적으로 연속적인 경우, [a,b][7]대한 경계변동이다.
  • f: [a,b] → R이 절대적으로 연속적인 경우, [a,b]에 대해 두 개의 단조로움 비감소 절대 연속함수의 차이로 기록할 수 있다.
  • If f: [a,b] → R is absolutely continuous, then it has the Luzin N property (that is, for any such that , it holds that , where stands for the Lebesgue meR)에 대한 Asure.
  • f: IR은 연속적인 경우에만 경계가 있는 변동이며 루진 N 속성을 갖는 경우 절대적으로 연속적이다.

다음 기능은 균일하게 연속적이지만 절대적으로 연속되지는 않는다.

  • [0, 1]의 칸토어 기능(경계변동이지만 절대적으로 연속되지는 않음)
  • 기능
    기원을 포함하는 유한한 간격으로

다음 기능은 절대적으로 연속적이지만 α-홀더 연속은 아니다.

  • 함수 f(x) = [0, c]에 대한β x = 0 < β < α < 1

다음 기능은 절대적으로 연속적이고 α-홀더 연속이지만 립스키츠 연속은 아니다.

  • 함수 f(x) = [0, c]의 √x, α ≤ 1/2.

일반화

(X, d) 미터법 공간이고 실제 라인 R구간이 되게 한다. 함수 f: IX는 모든 양의 숫자 에 대해 양수 이(가) 존재한다면 I대해 절대적으로 연속적이다. 따라서 I의 유한 시퀀스인 쌍방향 연결 해제 하위 간격[xkk, y]이 충족될 때마다 양수 Δ {\\\\displaysty}이 있다.

그때

I에서 X까지의 모든 절대 연속 함수의 집합은 AC(I; X)로 표시된다.

추가 일반화는 다음과 같은[8] 곡선 f: IX의 공간 ACp(I; X)이다.

Lp 스페이스 Lp(I)에 있는 일부 m에 대해.

이러한 일반화의 속성

  • 모든 절대 연속 기능은 균일하게 연속적이며, 따라서 연속적이다. 모든 립스키츠-연속 기능은 절대적으로 연속적이다.
  • f: [a,b] → X가 절대적으로 연속적인 경우, [a,b]에 대한 경계변동이다.
  • f ∈ ACp(I; X)의 경우, f미터법 파생상품은 거의 항상 I에 존재하며, 미터법 파생상품은 다음과[9] 같이 가장 작은 m m Lp(I; R)이다.

조치의 절대 연속성

정의

A measure on Borel subsets of the real line is absolutely continuous with respect to the Lebesgue measure if for every measurable set implies This is writt μμ .{\ll \ .}{\}은(는 {\에 의해 지배된다고 우리는 말한다.

대부분의 애플리케이션에서, 실제 라인의 측정치가 어떤 다른 측정치가 절대적으로 연속적인지에 대해 명시하지 않고 단순히 절대적으로 연속적인 것으로만 말해진다면, 르베그 측정에 관한 절대 연속성을 의미한다.

한 원칙이 R n, 2 2의 보렐 하위 집합에 대해 적용된다.

등가정의

실제 라인의 보렐 하위 세트에서 유한 측정 에 대한 다음 조건은 동일하다.[10]

  1. (는) 절대 연속이다.
  2. 양의 수 ∆ 에 대해 > 0 (가) 있으며, 이러한 양수는 모든 보렐에 대해 (A 이 Δ 보다작은 측정값으로 된다.
  3. 실제 라인에는 다음과 같은 Lebesgue 통합 함수 이(가) 있다.
    모든 보렐이 실제 라인의 을(를) 하위 집합으로 지정한다.

기능 측면에서 동등한 정의는 절대 연속성의 개념 사이의 관계를 참조하십시오.

(3)을 만족시키는 다른 기능은 거의 모든 곳에서 과(와) 같다. 이러한 함수를 절대 연속 측정 라돈-니코디엠 파생상품 또는 밀도라고 한다.

(1 (2) 및 (3) 사이의 동등성은 또한 n =, ,,대해 n {\R}}}}에서 유지된다

따라서 에 대한 절대 연속 측정은 밀도가 있는 측정값이며, 특별한 경우 절대 연속 확률 측정은 확률 밀도 함수가 있는 측정값이다.

일반화

만약μ{\displaystyle \mu}과ν{\displaystyle \nu} 같은 측정 가능한 공간(X, A)에 두 조치들은,{\displaystyle(X,{{A}\mathcal}),}μ{\displaystyle \mu}가 되.mw-parser-output .vanchor&gt은 target~.vanchor-text{background-color:#b1d2ff}absolutely ν{\displ에 관한 연속으로 알려졌다.Aystyle \nu}모든 땅에μ(A))0{\displaystyle \mu(A)=0}.( )= 이 값은[11] "μ ≪ ν 로 기록된다. 즉,

(가) 지배하고 있다고 한다

측정의 절대적 연속성은 반사적이고 전이적이지만 대칭적이지 않기 때문에 부분 순서보다는 사전 순서다. 대신 μ μ { \nu}과 , μ μ { 동등하다고 한다. 따라서 절대 연속성은 그러한 동등성 등급의 부분적인 순서를 유도한다.

(가) 서명되거나 복잡한 측정인 경우 ] 변동 \가) μs를 만족하면 가 절대적으로 지속된다고 한다. ( A ) =(가 -null

그 Radon–Nikodym theorem[12]경우 연착한 μ{\displaystyle \mu},{\displaystyle \nu,}과 두가지 수단, 그때 μ{\displaystyle \mu}는 밀도, 또는"Radon-Nikodym 유도체", ν에는 뜻 존중,{\displaystyle \nu,}과σ-finite 있ν에 대하여 지속적인 것이 a존재하 ν - , +), 의 값을 취하는 f /의 값을 -측정 설정 A

단수 측정

르베게의 분해 정리를 통해 모든 fin-피니트 측정치는 다른 σ-피니트 측정치에 관한 절대 연속 측정과 단수 측정의 합으로 분해될 수 있다.[13] 절대적으로 연속적이지 않은 측정의 예는 단수 측정을 참조하십시오.

절대 연속성의 두 개념 사이의 관계

실제 라인의 보렐 부분 집합에 대한 유한 측정 μ는 점 함수인 경우에만 르베그 측정에 대해 절대적으로 연속적이다.

절대적으로 연속적인 실제 기능이다. 보다 일반적으로, 한 함수의 분포적 파생상품이 르베그 측도와 관련하여 절대적으로 연속적인 측정인 경우에만 해당 함수의 국부적(모든 경계 간격에 대한 의미)이 절대적으로 연속적이다.

절대 연속성이 유지된다면, μ의 라돈-니코디엠 파생상품은 F의 파생상품과 거의 모든 곳에서 동일하다.[14]

보다 일반적으로 측정 μ는 국소적으로 유한(한계가 아닌)으로 가정하고, F(x)는 x > 0의 경우 μ((0,x]), x = 0의 경우 0, x < 0의 경우 -μ(x,0])로 정의한다. 이 경우 μF에 의해 생성된 Lebesgue-Stieltjes 측정값이다.[15] 절대적 연속성의 두 개념 사이의 관계는 여전히 유지된다.[16]

메모들

  1. ^ 로이든 1988년 5.4장 108쪽 닐슨 1997년 정의 251페이지 정의 15.6편 Athreya & Lahiri 2006년 정의 12만8129페이지 정의 4.4.1, 4.4.2항 간격은 앞의 두 책에서 경계되고 닫힌 것으로 가정되지만 후자는 아니다.
  2. ^ 닐슨 1997, 정리 20.8(354페이지); 또한 로이든 1988, 5.4장, 110페이지, 그리고 아트레야 & 라히리 2006, 129,130페이지의 정리 4.4.1, 4.4.2.
  3. ^ 아트레야 & 라히리 2006년 129페이지의 정리 4.4.1 이전.
  4. ^ 로이든 1988, 111페이지의 문제 5.14(a,b)
  5. ^ 로이든 1988, 111페이지의 문제 5.14(c)
  6. ^ 로이든 1988, 문제 5.20(a) 112페이지.
  7. ^ 로이든 1988년 108페이지의 레마 5.11
  8. ^ Ambrosio, Gigli & Savaré 2005, Definition 1.1.1(23페이지)
  9. ^ Ambrosio, Gigli & Savaré 2005, Organization 1.1.2(24페이지)
  10. ^ 닐센 1997년 Proposition15.5의 페이지 251에(1)과(2)사이의 동치는 특별한 사건(σ-finite의 측정에 실패);Radon–Nikodym 정리의(1)과(3)사이의 등가성은 특별한 사건, 닐센 1997년, 정리 15.4페이지 251또는 Athreya 및을 참조하십시오. Lahiri 2006년, 정리 4.1.1의 페이지 115개 항목에(ii)(여전히σ-finite measu 하나입니다.물건).
  11. ^ Nielsen 1997, Definition 15.3(250페이지), Royden 1988, 11.6장, 276페이지, Athreya & Lahiri 2006, Definition 4.1.1 (113페이지)
  12. ^ 로이든 1988, 276페이지의 정리 11.23; 닐슨 1997, 정리 15.4 (251페이지); 아트레야 & 라히리 2006; 정리 4.1.1의 항목 (ii) (115페이지)
  13. ^ Royden 1988, Proposition 11.24 (278페이지); Nielsen 1997, Organization 15.14 (262페이지); Athreya & Lahiri 2006; Organization 4.1.1의 항목 (i) (115페이지)
  14. ^ 로이든 1988, 303페이지의 문제 12.17(b)
  15. ^ Athreya & Lahiri 2006, 1.3.2장, 26페이지.
  16. ^ 닐슨 1997, 252페이지의 발의안 15.7; 아트레야 & 라히리 2006, 131페이지의 정리 4.4.3; 로이든 1988, 303페이지의 문제 12.17(a).

참조

  • Ambrosio, Luigi; Gigli, Nicola; Savaré, Giuseppe (2005), Gradient Flows in Metric Spaces and in the Space of Probability Measures, ETH Zürich, Birkhäuser Verlag, Basel, ISBN 3-7643-2428-7
  • Athreya, Krishna B.; Lahiri, Soumendra N. (2006), Measure theory and probability theory, Springer, ISBN 0-387-32903-X
  • 레오니, 조반니(2009) 소볼레프 스페이스강좌, 수학 대학원, 미국수학협회, pp. 16+607 ISBN 978-0-8218-4768-8, MR2527916, Zbl 1180.46001, MAAA
  • Nielsen, Ole A. (1997), An introduction to integration and measure theory, Wiley-Interscience, ISBN 0-471-59518-7
  • Royden, H.L. (1988), Real Analysis (third ed.), Collier Macmillan, ISBN 0-02-404151-3

외부 링크