Узагальнення і спрощення схеми Даніеля
Збережено в:
Дата: | 2012 |
---|---|
Автор: | |
Формат: | Стаття |
Мова: | Ukrainian |
Опубліковано: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2012
|
Назва видання: | Доповіді НАН України |
Теми: | |
Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/49039 |
Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
Цитувати: | Узагальнення і спрощення схеми Даніеля / А.П. Юрачкiвський // Доп. НАН України. — 2012. — № 2. — С. 42-49. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraineid |
irk-123456789-49039 |
---|---|
record_format |
dspace |
spelling |
irk-123456789-490392013-09-10T03:01:02Z Узагальнення і спрощення схеми Даніеля Юрачківський, А.П. Математика 2012 Article Узагальнення і спрощення схеми Даніеля / А.П. Юрачкiвський // Доп. НАН України. — 2012. — № 2. — С. 42-49. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. 1025-6415 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/49039 517 uk Доповіді НАН України Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
collection |
DSpace DC |
language |
Ukrainian |
topic |
Математика Математика |
spellingShingle |
Математика Математика Юрачківський, А.П. Узагальнення і спрощення схеми Даніеля Доповіді НАН України |
format |
Article |
author |
Юрачківський, А.П. |
author_facet |
Юрачківський, А.П. |
author_sort |
Юрачківський, А.П. |
title |
Узагальнення і спрощення схеми Даніеля |
title_short |
Узагальнення і спрощення схеми Даніеля |
title_full |
Узагальнення і спрощення схеми Даніеля |
title_fullStr |
Узагальнення і спрощення схеми Даніеля |
title_full_unstemmed |
Узагальнення і спрощення схеми Даніеля |
title_sort |
узагальнення і спрощення схеми даніеля |
publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
publishDate |
2012 |
topic_facet |
Математика |
url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/49039 |
citation_txt |
Узагальнення і спрощення схеми Даніеля / А.П. Юрачкiвський // Доп. НАН України. — 2012. — № 2. — С. 42-49. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. |
series |
Доповіді НАН України |
work_keys_str_mv |
AT ûračkívsʹkijap uzagalʹnennâísproŝennâshemidaníelâ |
first_indexed |
2025-07-04T09:55:27Z |
last_indexed |
2025-07-04T09:55:27Z |
_version_ |
1836709764019519488 |
fulltext |
УДК 517
© 2012
А.П. Юрачкiвський
Узагальнення i спрощення схеми Данiеля
(Представлено членом-кореспондентом НАН України М.Л. Горбачуком)
Нехай I — iнтеграл ( = адитивний iзотонний неперервний зверху в нулi функцiонал) на
адитивнiй пiдгратцi F адитивної δ-гратки E. Припустимо, що F конфiнальна i мо-
нотонно щiльна в E. Позначимо Fց i Fր множини тих x ∈ E, якi є точною ни-
жньою (верхньою) межею деякої спадної (вiдповiдно зростаючої) послiдовностi в F.
Продовживши I на цi множини за монотонною неперервнiстю, вводимо функцiонали
I∗x = sup
u∈Fց, u6x
Iu та I∗x = inf
v∈Fր, v>x
Iv на E. Позначимо L = {x ∈ E: I∗x = I∗x}. Для
x ∈ L покладаємо Ix = I∗x, або, рiвносильно, Ix = I∗x. Показано, що L = E i так
продовжений I — iнтеграл на E.
Ядром теорiї мiри та iнтеграла є задача продовження мiри (пiдхiд Лебега [1, 2]) або iн-
теграла (пiдхiд Данiеля [1, 3]), заданих початково на вузькому класi множин (у першому
випадку) або функцiй (у другому). Пiдхiд Данiеля технiчно простiший, але концептуально
бiднiший, через що його називають схемою, а не теорiєю. Щоб пояснити, в чому полягає
запропоноване в повiдомленнi узагальнення схеми Данiеля, нагадаємо i введемо ряд понять.
Зберiгаюче порядок вiдображення одної впорядкованої множини в iншу називають iще
iзотонним. Пiдмножину X0 впорядкованої множини X називаємо конфiнальною (в X),
якщо для всякого x ∈ X iснують x ∈ X0 i x ∈ X0 такi, що x 6 x 6 x. Якщо впорядкована
множина мiстить точну нижню (верхню) межу x спадної (зростаючої) послiдовностi (xn)
своїх елементiв, то пишуть xn ց x (вiдповiдно xn ր x). В обох цих випадках говоримо, що
послiдовнiсть (xn) збiгається до x, i записуємо цей факт ще так: x = limxn (зауважимо,
що ми означили збiжнiсть тiльки монотонних послiдовностей). Iзотонне вiдображення f
упорядкованої множини X в iншу впорядковану множину називається: неперервним звер-
ху (знизу) в точцi x ∈ X, якщо спiввiдношення f(xn) ց f(x) (вiдповiдно f(xn) ր f(x))
справджується для всякої послiдовностi (xn) в X такої, що xn ց x (вiдповiдно xn ր x).
Неперервне як зверху, так i знизу в деякiй точцi вiдображення назвемо монотонно непе-
рервним у цiй точцi.
Назвемо пiдмножину впорядкованої множини монотонно замкнутою, якщо вона мiс-
тить обидвi точнi межi всякої монотонної обмеженої послiдовностi своїх елементiв (вимога
обмеженостi в цьому означеннi iстотна). Пiдмножину X0 монотонно замкнутої впорядко-
ваної множини X таку, що єдиною мiстячою X0 монотонно замкнутою пiдмножиною X
є сама X, назвемо монотонно щiльною (в X).
Монотонно замкнуту гратку назвемо δ-граткою (це, зважаючи на вимогу обмеженостi
в означеннi монотонної замкнутостi, аналог δ-кiльця, а не σ-кiльця). Очевидно, δ-гратка
мiстить обидвi гранi будь-якої (не обов’язково монотонної) обмеженої послiдовностi своїх
елементiв.
Адитивною граткою (адитивною δ-граткою) назвемо множину, надiлену узгодженими
мiж собою порядком, вiдносно якого та є граткою (δ-граткою), i комутативною груповою
42 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2012, №2
операцiєю (узгодженiсть означає трансляцiйну iнварiантнiсть порядку). Неформально ади-
тивну гратку можна уявляти як векторну гратку з викинутими операцiями множення на
нецiлi числа. Очевидно, якщо адитивний монотонний функцiонал на адитивнiй гратцi непе-
рервний зверху або знизу хоча би в однiй точцi, то вiн монотонно неперервний у всiх точках.
Адитивний iзотонний монотонно неперервний функцiонал на адитивнiй гратцi називає-
ться iнтегралом. (Для векторної гратки функцiй це означення належить Лебеговi).
Основним результатом даного повiдомлення є
Теорема 1. Нехай I — iнтеграл на адитивнiй пiдгратцi F адитивної δ-гратки E. При-
пустимо, що F конфiнальна i монотонно щiльна в E. Тодi I єдиним чином продовжується
до iнтеграла на E.
Ми виведемо це твердження з низки лем i наслiдкiв, але спершу прокоментуємо його.
У класичному варiантi схеми Данiеля F не абстрактна адитивна гратка, а стоунова
векторна гратка ф у н кц i й на деякiй множинi X (тобто F ⊂ R
X), а наперед заданої гра-
тки E немає — вона будується з F за допомогою операцiй монотонного граничного переходу
i вiднiмання, якi, очевидно, не виводять з R
X . Для того щоб вистачило одноразового гра-
ничного переходу замiсть трансфiнiтної послiдовностi цих дiй, розглядається не поточкова
збiжнiсть, а збiжнiсть майже скрiзь. Уся схема тримається на такому фактi [3]: якщо (fn) —
монотонна послiдовнiсть в F ⊂ R
X така, що sup |Ifn| < ∞, то вона I-майже скрiзь
збiгається до деякої f ∈ R
X . В абстрактнiй постановцi унiверсальної адитивної δ-гратки
на зразок R
X немає, тож скористатись цим фактом неможливо. Тодi й поняття збiжностi
майже скрiзь (належно видозмiнене для iнтеграла на абстрактнiй гратцi) стає безкори-
сним. Можна cпробувати вийти зi становища, вкладаючи абстрактну адитивну δ-гратку
в R
X , але такий догматичний пiдхiд не дуже природний i технiчно себе не виправдовує.
Основною концептуальною новацiєю даного повiдомлення є спосiб продовження iнтегра-
ла без використання збiжностi майже скрiзь i притому без технiчних ускладнень на зразок
трансфiнiтної iндукцiї. Побудова продовженого iнтеграла складається з двох етапiв, iз яких
перший у загальних рисах такий же, як у класичнiй схемi Данiеля (а технiчно вiдрiзняє-
ться тим, що замiсть монотонної збiжностi майже скрiзь використовується означена вище
монотонна порядкова збiжнiсть). Що ж до другого етапу, то вiн скорiше нагадує Лебегiв
спосiб продовження мiри, але це схожiсть на рiвнi асоцiацiй — функцiонали I∗ та I∗, якi
будуть нашим iнструментом, не є прямими аналогами зовнiшньої та внутрiшньої мiр. Саме́
означення цих функцiоналiв — рiвнiсть (3) — пояснює iдею побудови продовження краще
за будь-якi слова.
Приступаючи до доведення теореми, почнемо з очевидного твердження.
Лема 1. Нехай (xn) i (yn) — збiжнi монотоннi послiдовностi в упорядкованiй множинi.
Припустимо, що xn 6 yn при всiх n. Тодi limxn 6 lim yn.
Нижченаведене твердження — окремий випадок реченця1 XII.2.6 [4].
Лема 2. В адитивнiй гратцi спiввiдношення xn ց x, yn ց y зумовлюють xn+yn ց x+
+ y, xn ∧ yn ց x ∧ y, xn ∨ yn ց x ∨ y; спiввiдношення xn ր x, yn ր y тягнуть за собою
xn + yn ր x + y, xn ∧ yn ր x ∧ y, xn ∨ yn ր x ∨ y; спiввiдношення xn ց x i −xn ր −x
рiвносильнi.
Для довiльної пiдмножини A впорядкованої множини X означимо Aց (вiдповiдно Aր)
як множину тих x ∈ X, для яких iснує послiдовнiсть (xn) ∈ AN така, що xn ց x (вiдповiдно
xn ր x).
1
Так я перекладаю слово proposition як назву твердження, промiжного мiж лемою i теоремою.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2012, №2 43
Наслiдок 1 (з леми 2). Нехай G — впорядкована комутативна напiвгрупа. Тодi для
будь-яких A, B ⊂ G Aց + Bց ⊂ (A + B)ց, Aր + Bր ⊂ (A + B)ր. Якщо ж понад те G
група, то (−A)ր = −(Aց), (−A)ց = −(Aր) для всiх A ⊂ G.
Наслiдок 2. Нехай K — пiдгрупа впорядкованої комутативної напiвгрупи. Тодi: Kց
i Kր напiвгрупи; Kր = −Kց, Kց = −Kր.
Скрiзь нижче E i F такi, як у теоремi 1; x+ означає x ∨ 0.
Лема 3. Нехай I — iнтеграл на F, а (un), (vn) — монотоннi збiжнi послiдовностi
в F такi, що limun 6 lim vn. Тодi lim Iun 6 lim Ivn. Зокрема, якщо limun = lim vn, то
lim Iun = lim Ivn.
Доведення. Нехай спершу un ց x, vn ր y > x. Тодi за лемою 2 un − vn ց x − y,
(un − vn)+ ց (x − y)+(= 0), звiдки внаслiдок монотонної неперервностi iнтеграла I(un −
− vn)+ ց 0, вiдтак за iншими двома (з трьох) властивостями iнтеграла lim(Iun − Ivn) 6 0,
що, очевидно, приводить до потрiбного висновку.
Нехай тепер un ր x, vn ր y > x. Тодi за вже доведеним Iuk 6 lim Ivn при всiх k.
Залишається спрямувати k до нескiнченностi.
Якщо ж un ց x, vn ց y > x, то записавши −vn ր −y, −un ր −x > −y, зводимо цей
випадок до попереднього.
Наостанок, випадок un ր x, vn ց y > x тривiальний.
Нижче F̃ означає Fր⋃
Fց. Продовжимо I на F̃, поклавши для всякого x ∈ F̃ Ix =
= lim Iun, де (un) — довiльна збiжна до x монотонна послiдовнiсть в F (лема 3 стверджує,
що значення Ix не залежить вiд вибору послiдовностi (un) iз зазначеними властивостя-
ми). Вiдтепер i до останньої леми пiд I розумiємо щойно побудоване продовження. Область
визначення його не є нi групою, анi граткою, але наслiдок 2 стверджує, що Fր i Fց на-
пiвгрупи, раз F, за припущенням, група.
Наслiдок 3 (з леми 3). I iзотонний.
Лема 4. I адитивний на Fր i на Fց.
Доведення. Це випливає безпосередньо iз способу продовження i з леми 2.
Лема 5. Для будь-якого x ∈ F̃ I(−x) = −Ix.
Доведення. За лемою 2 спiввiдношення un ր x i −un ց −x рiвносильнi. Якщо при
цьому un ∈ F, то за побудовою продовження Ix = lim Iun, I(−x) = lim I(−un) i за вибором
un I(−un) = −Iun.
Лема 6. Нехай (xn) — зростаюча послiдовнiсть в Fր (спадна послiдовнiсть в Fց),
збiжна до деякого x ∈ E. Тодi:
1) x ∈ Fր (вiдповiдно x ∈ Fց);
2) Ix = lim Ixn.
Доведення. Нехай xn ∈ Fր, n ∈ N. Тодi для кожного n iснує зростаюча послiдовнiсть
(unk, k ∈ N) ∈ FN така, що
unk ր xn при k → ∞. (1)
Позначимо uk = u1k ∨ · · · ∨ ukk. Тодi (uk) — зростаюча послiдовнiсть в F, тож iснує y ∈
∈ Fր такий, що uk ր y. За побудовою uk > unk при k > n, що спiльно з попереднiм
спiввiдношенням i (1) дає y > xn. Нехай далi xn ր x. Тодi, по-перше, y > x за лемою 1 i,
по-друге, uik 6 xi 6 xk при i 6 k, так що за тiєю ж лемою uk 6 xk. З останньої нерiвностi
i спiввiдношень uk ր y, xk ր x маємо за лемою 1 y 6 x. Отже, y = x i, таким чином,
uk ր x, Iuk ր Ix. При цьому uk 6 xk 6 x, так що Iuk 6 Ixk 6 Ix.
Для xn ∈ Fց, xn ց x мiркування аналогiчнi.
44 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2012, №2
Нехай H — конфiнальна пiдмножина деякої впорядкованої множини, J — iзотонний
функцiонал на H, а функцiонали J∗
H, J∗
H на всiй множинi задаються рiвностями
J∗
Hx = sup
u∈H, u6x
Ju, J∗
Hx = inf
v∈H, v>x
Jv,
правi частини яких скiнченнi внаслiдок iзотонностi J i конфiнальностi H. Безпосередньо
з означення цих функцiоналiв випливає
Лема 7. Функцiонали J∗
H i J∗
H iзотоннi.
У наведених нижче трьох лемах H — конфiнальна пiднапiвгрупа впорядкованої кому-
тативної напiвгрупи G, а J — iзотонний функцiонал на H.
Лема 8. Нехай для всiх u, v ∈ H J(u+ v) > Ju + Jv. Тодi для всiх x, y ∈ G
J∗
H(x+ y) > J∗
Hx+ J∗
Hy.
Доведення. Достатньо написати
sup
w6x+y
Jw > sup
u6x, v6y
J(u+ v), sup
u6x, v6y
(Ju+ Jv) = sup
u6x
Ju+ sup
v6y
Jv,
де w, u, v беруться з H.
Так само доводиться таке твердження.
Лема 9. Нехай для всiх u, v ∈ H J(u + v) 6 Ju + Jv. Тодi для всiх x, y ∈ G
J∗
H(x+ y) 6 J∗
Hx+ J∗
Hy.
Лема 10. За умов леми 9 для будь-яких n ∈ N, y1, . . . , yn ∈ G
J∗
H(y1 ∨ · · · ∨ yn) 6 J∗
Hy1 +
n∑
k=2
J∗
H(yk − yk−1)+. (2)
Доведення. Позначимо zk = y1 ∨ · · · ∨ yk. Тодi zk = zk−1 ∨ yk = zk−1 + (yk − zk−1)+,
звiдки за лемою 9
J∗
Hzk 6 J∗
Hzk−1 + J∗
H(yk − zk−1)+.
Але yk − zk−1 6 yk − yk−1, тому за лемою 7 J∗
H(yk − zk−1)+ 6 J∗
H(yk − yk−1)+. Отже,
J∗
Hzk − J∗
Hzk−1 6 J∗
H(yk − yk−1)+. Просумувавши цю нерiвнiсть по k вiд 2 до n i взявши
до уваги, що z1 = y1, одержимо (2).
Замiсть IF
ց
∗ , I∗Fր пишемо I∗, I
∗. Отже, за означенням
I∗x = sup
u∈Fց, u6x
Iu, I∗x = inf
v∈Fր, v>x
Iv. (3)
Лема 11. За умов леми 9 для всякого x ∈ E I∗x 6 I∗x.
Доведення. Для будь-яких u, v ∈ F̃ таких, що u 6 x 6 v, маємо за наслiдком 3 Iu 6 Iv,
пiсля чого потрiбний висновок випливає з (3).
Застосувавши лему 7 до J = I та H = Fց або H = Fր (наслiдок 3 дозволяє це зробити),
дiстанемо
Наслiдок 4. Функцiонали I∗ та I∗ iзотоннi.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2012, №2 45
Наслiдок 5 (iз наслiдку 3 i лем 4, 8, 9, 11). Для будь-яких x, y ∈ E
I∗x+ I∗y 6 I∗(x+ y) 6 I∗(x+ y) 6 I∗x+ I∗y.
Наслiдок 6 (iз наслiдку 5). Нехай x, y ∈ E, I∗x = I∗x, I∗y = I∗y. Тодi
I∗x+ I∗y = I∗(x+ y) = I∗(x+ y) = I∗x+ I∗y.
Лема 12. Для всякого x ∈ E I∗(−x) = −I∗x, I∗(−x) = −I∗x.
Доведення. Згiдно з (3)
I∗(−x) = sup
u∈Fց,−u>−x
Iu ≡ sup
v∈−Fց, v>−x
I(−v).
Звiдси, зауваживши, що за наслiдком 2 −Fց = Fր, а за лемою 5 I(−v) = −Iv при v ∈ Fր,
одержуємо I∗(−x) = sup
v∈Fր, v>−x
(−Iv), що спiльно з (3) доводить першу з двох стверджува-
них рiвностей. Друга доводиться так само.
Безпосередньо з (3) випливає
Лема 13. Для всякого x ∈ Fր I∗x = Ix; для всякого x ∈ Fց I∗x = Ix. Зокрема, для
всiх x ∈ F
I∗x = Ix = I∗x. (4)
Лема 14. Рiвностi (4) мають мiсце для всiх x ∈ F̃.
Доведення. Нехай x ∈ Fր, тобто iснує послiдовнiсть (un) ∈ FN така, що un ր x. Тодi
Iun ր Ix. За наслiдком 4 I∗x > I∗un; за лемою 13 I∗un = Iun. Тому I∗x > Ix. Звiдси,
зауваживши, що Ix = I∗x за лемою 13, одержуємо I∗x > I∗x. За лемою 11 має мiсце
i зворотна нерiвнiсть. Цим рiвнiсть (4) доведено для x ∈ Fր. Для x ∈ Fց мiркування
аналогiчнi.
Позначимо L = {x ∈ E: I∗x = I∗x}.
Наслiдок 7 (iз леми 12). Нехай x ∈ L. Тодi −x ∈ L.
Наслiдок 8 (iз леми 14). F̃ ⊂ L.
Наслiдок 9 (iз наслiдкiв 6 i 7). L група, а функцiонал I∗ адитивний на L (або, що те
саме, I∗ адитивний на L).
Лема 15. Нехай (xn) — монотонна збiжна послiдовнiсть в L. Тодi: limxn ∈ L;
I∗ limxn = lim I∗xn. (5)
Зауваження 1. За вибором послiдовностi (xn) i згiдно з першим твердженням леми
рiвнiсть (5) рiвносильна такiй: I∗ lim xn = lim I∗xn.
Доведення. Нехай xn ր x i
I∗xn = I∗xn. (6)
Фiксуємо ε > 0 i для кожного k ∈ N беремо iснуючий за означенням I∗ елемент vεk ∈ Fր
такий, що
vεk > xk, (7)
46 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2012, №2
Ivεk < I∗xk + 2−kε. (8)
Конфiнальнiсть F дозволяє без обмеження загальностi вважати, що послiдовнiсть (vεk) обме-
жена зверху (iнакше вiзьмемо довiльний t ∈ F такий, що t > x, i замiнимо vεk на vεk ∧ t).
Позначимо wε
n = vε1 ∨ · · · ∨ vεn(∈ Fր за побудовою). За лемами 14 i 10
Iwε
n = I∗wε
n 6 I∗vε1 +
n∑
k=2
I∗(vεk − vεk−1)+. (9)
За лемою 14
I∗vεk = Ivεk, k = 1, 2, . . . . (10)
Iз (7) маємо за лемою 7
I∗(vεk − vεk−1)+ 6 I∗(vεk − xk−1)+.
Але vεk − xk−1 > vεk − xk > 0, тож
I∗(vεk − xk−1)+ = I∗(vεk − xk−1). (11)
При цьому vεk ∈ L за наслiдком 8. Так само, зважаючи на (6), xk ∈ L. Тодi за наслiдком 9
vεk − xk ∈ L та I∗(vεk − xk−1) = I∗vεk − I∗xk−1, що спiльно з (9)–(11) спричинюється до
Iwε
n 6 Ivε1 +
n∑
k=2
(Ivεk − I∗xk−1).
При цьому внаслiдок (8) −I∗xk−1 < 2−(k−1)ε− Ivεk−1. Отже, Iwε
n < Ivεn+ε
n∑
k=2
2−k, що разом
iз (8) дає
Iwε
n < I∗xn + ε. (12)
За побудовою wε
n ∈ Fր, послiдовнiсть (wε
n) зростає i обмежена зверху. Тому iснує wε ∈ E
такий, що wε
n ր wε. За лемою 6 wε ∈ Fր i
Iwε
n ր Iwε. (13)
Оскiльки xn 6 vεn 6 wε
n i xn ր x, то лема 1 стверджує, що x 6 wε, звiдки за наслiдком 4
I∗x 6 I∗wε. Але I∗wε = Iwε за лемою 14. Таким чином,
I∗x 6 Iwε. (14)
Для кожного n беремо iснуючий за означенням функцiонала I∗ елемент un ∈ Fց такий,
що un 6 xn i
Iun > I∗xn − 2−n. (15)
Оскiльки un 6 xn 6 wε
n, то за наслiдком 3
Iun 6 Iwε
n, (16)
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2012, №2 47
що разом iз (12) i (15) дає
I∗xn − 2−n < Iun 6 Iwε
n < I∗xn + ε.
Звiдси з урахуванням (6) i (16) маємо 0 6 Iwε
n − Iun < ε + 2−n. Це разом iз (13) показує,
що Iwε
6 lim Iun + ε, вiдтак унаслiдок (14)
I∗x 6 lim Iun + ε. (17)
З iншого боку, з нерiвностей un 6 xn 6 x маємо за наслiдком 4 I∗un 6 I∗xn 6 I∗x. Крiм
того, за вибором un i лемою 14 I∗un = Iun. Отже, lim Iun 6 lim I∗xn 6 I∗x. Порiвнявши це
iз (17), бачимо, що для будь-якого ε > 0 I∗x 6 lim I∗xn 6 I∗x+ ε. Звiдси i з (6) одержуємо
за лемою 11
I∗x = lim I∗xn = lim I∗xn = I∗x.
Цим лему доведено для зростаючих послiдовностей. Такi ж мiркування застосовнi й до
спадних послiдовностей (а ще можна звести другий випадок до першого, замiнивши xn, x
на −xn, −x i скориставшись лемами 2 i 12).
Доведення теореми 1. Для x ∈ L покладаємо Ix = I∗x (= I∗x за вибором x). Лема 14
стверджує, що так заданий функцiонал I на L є продовженням так само позначуваного
функцiонала, визначеного до того тiльки на F̃ (а спочатку тiльки на F). За побудовою F ⊂
⊂ L ⊂ E, а за лемою 15 множина L монотонно замкнута. Звiдси за припущенням монотонної
щiльностi F маємо L = E. Функцiонал I iзотонний за наслiдком 4, адитивний за наслiдком 9
i монотонно неперервний за лемою 15, а значить є iнтегралом на E.
Якщо I1 i I2 iнтеграли на E, то множина {x ∈ E : I1x = I2x}, очевидно, монотонно
замкнута. Тому всякий iнтеграл, заданий початково на монотонно щiльнiй адитивнiй гратцi
F ⊂ E, допускає не бiльше одного продовження на E.
1. Богачев В.И. Основы теории меры. В 2 т. – Москва, Ижевск: РХД, 2006. – Т. 1. – 584 с., Т. 2. – 680 с.
2. Колмогоров А.Н., Фомин С.В. Элементы теории функций и функционального анализа. – Москва:
Наука, 1989. – 624 с.
3. Рисс Ф., Секефальви-Надь Б. Лекции по функциональному анализу. – Москва: Мир, 1979. – 588 с.
4. Иосида К. Функциональный анализ. – Москва: Мир, 1967. – 624 с.
Надiйшло до редакцiї 15.06.2011Київський нацiональний унiверситет
iм. Тараса Шевченка
А.П. Юрачковский
Обобщение и упрощение схемы Даниэля
Пусть I — интеграл ( = аддитивный изотонный непрерывный сверху в нуле функционал)
на аддитивной подрешетке F аддитивной δ-решетки E. Предположим, что F конфинальна
и монотонно плотна в E. Обозначим Fց и Fր множества тех x ∈ E, которые являются
точной нижней (верхней) границей некоторой убывающей (соответственно возрастающей)
последовательности в F. Продолжив I на эти множества по монотонной непрерывности,
вводим функционалы I∗x = sup
u∈Fց, u6x
Iu и I∗x = inf
v∈Fր, v>x
Iv на E. Обозначим L = {x ∈ E:
I∗x = I∗x}. Для x ∈ L полагаем Ix = I∗x, или, равносильно, Ix = I∗x. Показано, что L = E
и так продолженный I — интеграл на E.
48 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2012, №2
A.P. Yurachkivsky
The Daniell scheme generalized and simplified
Let I be an integral ( = additive isotonic upper continuous at zero functional) on the additive
sublattice E of an additive δ-lattice E. Suppose that F is cofinal and monotonically dense in E.
Denote by Fց and Fր the sets of those x ∈ E which are the greatest lower (respectively: least
upper) bound of some decreasing (respectively: increasing) sequence in F. First, we extend I to
these sets by monotonic continuity and then introduce the functionals I∗x = sup
u∈Fց, u6x
Iu and
I∗x = inf
v∈Fր, v>x
Iv on E. Denote L = {x ∈ E: I∗x = I∗x}. For x ∈ L, we set Ix = I∗x or,
equivalently, Ix = I∗x. It is shown that L = E and the thus extended I is an integral on E.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2012, №2 49
|