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支撑集

2020-10-16
出处:族谱网
作者:阿族小谱
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紧支撑一个函数被称为是紧支撑于空间X{displaystyleX}的,如果这个函数的支撑集是X{displaystyleX}中的一个紧集。例如,若X{displaystyleX}是实数轴,那么所

紧支撑

一个函数被称为是紧支撑于空间X{\displaystyle X}的,如果这个函数的支撑集是X{\displaystyle X}中的一个紧集。例如,若X{\displaystyle X}是实数轴,那么所有在无穷远处消失的函数都是紧支撑的。事实上,这是函数必须在有界集外为0{\displaystyle 0}的一个特例。在好的情形下,紧支撑的函数所构成的集合,在所有在无穷远处消失的函数构成的集合中,是稠密集的,当然在给定的具体问题中,这一点可能需要相当的工作才能验证。例如对于任何给定的ϵ ϵ -->>0{\displaystyle \epsilon >0},一个定义在实数轴X{\displaystyle X}上的函数f{\displaystyle f}在无穷远处消失,可以粗略通过选取一个紧子集C{\displaystyle C}来描述:

其中1C(x){\displaystyle 1_{C}(x)}表示C{\displaystyle C}的指示函数。

注意,任何定义在紧空间上的函数都是紧支撑的。

当然也可以更一般地,将支撑集的概念推广到分布,比如狄拉克函数:定义在直线上的δ δ -->(x){\displaystyle \delta (x)}。此时,我们考虑一个测试函数F{\displaystyle F},并且F{\displaystyle F}是光滑的,其支撑集不包括0{\displaystyle 0}。由于δ δ -->(F){\displaystyle \delta (F)}(即δ δ -->{\displaystyle \delta }作用于F{\displaystyle F})为0{\displaystyle 0},所以我们说δ δ -->{\displaystyle \delta }的支撑集为{0}{\displaystyle \{测度}}。注意实数轴上的测度(包括概率测度)都是分布的特殊情况,所以我们也可以定义一个测度支撑集。

奇支集

在傅立叶分析的研究中,一个分布的奇支集或奇异支集有非常重要的意义。 直观地说,这个集合的元素都是所谓的奇异点,即使得这个分布不能局部地看作一个函数的点。

例如,单位阶跃函数的傅立叶变换,在忽略常数因子的情况下,可以被认为是1/x{\displaystyle 1/x},但这在x=0{\displaystyle x=0}时是不成立的。所以很明显地,x=0{\displaystyle x=0}是一个特殊的点,更准确地说,这个分布的傅立叶变换的奇支集是{0}{\displaystyle \{0\}},即对于一个支撑集包括0{\displaystyle 0}的测试函数而言,这个分布的作用效果不能表示为某个函数的作用。当然这个分布可以表示为一个柯西主值意义下的瑕积分。

对于多变量的分布,奇支集也可以更精确地被描述为波前集,从而可以利用数学分析来理解惠更斯原理。奇支集也可以用来研究分布理论中的特殊现象,如在试图将分布"相乘"时候导致的问题(狄拉克函数的平方是不存在的,因为两个相乘的分布的奇支集必须不相交)。

支撑族

支撑族是一个抽象的拓扑概念,昂利·嘉当在一个层中定义了这个概念。在将庞加莱对偶性推广到非紧的流形上的时候,在对偶的一个方面上引入紧支撑的概念是自然的。

Bredon的书《Sheaf Theory》(第二版 1997)中给出了这些定义。X{\displaystyle X}的一组闭子集Φ Φ -->{\displaystyle \Phi }是一个支撑族,如果它是下闭的并且它的有限并也是闭的。它的扩张是Φ Φ -->{\displaystyle \Phi }的并。一个仿紧化(paracompactifying)的支撑族对于任何Y∈ ∈ -->Φ Φ -->{\displaystyle Y\in \Phi },在子空间拓扑意义下是一个仿紧空间,并且存在一些Z∈ ∈ -->Pi{\displaystyle Z\in Pi}是一个邻域。如果X{\displaystyle X}是一个局部紧空间(英语:locally com豪斯多夫空间pace),并且是豪斯多夫空间,所有的紧子集组成的族满足上的条件,那么就是仿紧化的。


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