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गणित में, '''स्थानीय रूप से एकीकृत | गणित में, '''स्थानीय रूप से एकीकृत वेरिएबल''' (कभी-कभी इसे स्थानीय रूप से सारांशित वेरिएबल भी कहा जाता है)<ref>According to {{harvtxt|Gel'fand|Shilov|1964|p=3}}.</ref> [[फ़ंक्शन (गणित)|वेरिएबल (गणित)]] है जो परिभाषा के अपने डोमेन के प्रत्येक कॉम्पैक्ट उपसमुच्चय पर पूर्णांकीय है (इसलिए इसका अभिन्न अंग परिमित है)। ऐसे फ़ंक्शंस का महत्व इस तथ्य में निहित है कि उनका [[कार्य स्थान]] Lp स्पेस के समान है{{math|''L''<sup>''p''</sup>}} रिक्त स्थान, किन्तु इसके सदस्यों को अपने डोमेन की सीमा पर अपने व्यवहार पर किसी भी विकास प्रतिबंध को पूरा करने की आवश्यकता नहीं है (यदि डोमेन असीमित है सीमा अनंत पर): दूसरे शब्दों में, स्थानीय रूप से एकीकृत कार्य डोमेन सीमा पर इच्छानुसार से तेजी से बढ़ सकते हैं, किन्तु अभी भी सामान्य एकीकृत कार्यों के समान ही प्रबंधनीय हैं। | ||
== '''परिभाषा''' == | == '''परिभाषा''' == | ||
===मानक परिभाषा=== | ===मानक परिभाषा=== | ||
{{EquationRef|1|Definition 1}}.<ref name="ScVl">See for example {{Harv|Schwartz|1998|p=18}} and {{Harv|Vladimirov|2002|p=3}}.</ref> होने देना {{math|Ω}} यूक्लिडियन अंतरिक्ष में [[खुला सेट]] बनें <math>\mathbb{R}^n</math> और {{math|''f'' : Ω → <math>\mathbb{C}</math>}} [[लेब्सेग माप]] मापने योग्य | {{EquationRef|1|Definition 1}}.<ref name="ScVl">See for example {{Harv|Schwartz|1998|p=18}} and {{Harv|Vladimirov|2002|p=3}}.</ref> होने देना {{math|Ω}} यूक्लिडियन अंतरिक्ष में [[खुला सेट|खुला समुच्चय]] बनें <math>\mathbb{R}^n</math> और {{math|''f'' : Ω → <math>\mathbb{C}</math>}} [[लेब्सेग माप]] मापने योग्य वेरिएबल बनें। अगर {{math|''f''}} पर {{math|Ω}} इस प्रकार कि | ||
:<math> \int_K | f |\, \mathrm{d}x <+\infty,</math> | :<math> \int_K | f |\, \mathrm{d}x <+\infty,</math> | ||
अर्थात इसका [[लेब्सग इंटीग्रल]] सभी [[कॉम्पैक्ट सेट]] पर सीमित है {{math|''K''}} का {{math|Ω}},<ref>Another slight variant of this definition, chosen by {{harvtxt|Vladimirov|2002|p=1}}, is to require only that {{math|''K'' ⋐ Ω}} (or, using the notation of {{harvtxt|Gilbarg|Trudinger|2001|p=9}}, {{math|''K'' ⊂⊂ Ω}}), meaning that {{math|''K''}} ''is strictly included in'' {{math|Ω}} i.e. it is a set having compact [[Closure (topology)|closure]] [[subset|strictly included]] in the given ambient set.</ref> तब {{math|''f''}} को स्थानीय रूप से एकीकृत कहा जाता है। ऐसे सभी फलनों का समुच्चय (गणित) द्वारा दर्शाया जाता है {{math|''L''<sub>1,loc</sub>(Ω)}}: | अर्थात इसका [[लेब्सग इंटीग्रल]] सभी [[कॉम्पैक्ट सेट|कॉम्पैक्ट समुच्चय]] पर सीमित है {{math|''K''}} का {{math|Ω}},<ref>Another slight variant of this definition, chosen by {{harvtxt|Vladimirov|2002|p=1}}, is to require only that {{math|''K'' ⋐ Ω}} (or, using the notation of {{harvtxt|Gilbarg|Trudinger|2001|p=9}}, {{math|''K'' ⊂⊂ Ω}}), meaning that {{math|''K''}} ''is strictly included in'' {{math|Ω}} i.e. it is a set having compact [[Closure (topology)|closure]] [[subset|strictly included]] in the given ambient set.</ref> तब {{math|''f''}} को स्थानीय रूप से एकीकृत कहा जाता है। ऐसे सभी फलनों का समुच्चय (गणित) द्वारा दर्शाया जाता है {{math|''L''<sub>1,loc</sub>(Ω)}}: | ||
:<math>L_{1,\mathrm{loc}}(\Omega)=\bigl\{f\colon \Omega\to\mathbb{C}\text{ measurable} : f|_K \in L_1(K)\ \forall\, K \subset \Omega,\, K \text{ compact}\bigr\},</math> | :<math>L_{1,\mathrm{loc}}(\Omega)=\bigl\{f\colon \Omega\to\mathbb{C}\text{ measurable} : f|_K \in L_1(K)\ \forall\, K \subset \Omega,\, K \text{ compact}\bigr\},</math> | ||
कहाँ <math display=inline>\left.f\right|_K</math> के कार्य के प्रतिबंध को दर्शाता है {{math|''f''}} | कहाँ <math display=inline>\left.f\right|_K</math> के कार्य के प्रतिबंध को दर्शाता है {{math|''f''}} समुच्चय पर {{math|''K''}}. | ||
स्थानीय रूप से एकीकृत | स्थानीय रूप से एकीकृत वेरिएबल की मौलिक परिभाषा में केवल [[माप सिद्धांत]] और [[टोपोलॉजिकल स्पेस]] सम्मिलित है<ref>The notion of compactness must obviously be defined on the given abstract measure space.</ref> अवधारणाओं और टोपोलॉजिकल माप स्थान पर [[जटिल संख्या|समष्टि संख्या]] | समष्टि-मूल्यवान कार्यों के लिए अमूर्त पर ले जाया जा सकता है {{math|(''X'', Σ, ''μ'')}}:<ref>This is the approach developed for example by {{harvtxt|Cafiero|1959|pp=285–342}} and by {{harvtxt|Saks|1937|loc = chapter I}}, without dealing explicitly with the locally integrable case.</ref> चूँकि , चूँकि ऐसे फ़ंक्शंस का सबसे आम अनुप्रयोग यूक्लिडियन रिक्त स्थान पर [[वितरण (गणित)]] के लिए है,<ref name="ScVl"/> इसमें और निम्नलिखित अनुभागों की सभी परिभाषाएँ स्पष्ट रूप से केवल इस महत्वपूर्ण स्थितियों से संबंधित हैं। | ||
===एक वैकल्पिक परिभाषा=== | ===एक वैकल्पिक परिभाषा=== | ||
{{EquationRef|2|Definition 2}}.<ref>See for example {{Harv|Strichartz|2003|pp=12–13}}.</ref> होने देना {{math|Ω}} यूक्लिडियन अंतरिक्ष में खुला | {{EquationRef|2|Definition 2}}.<ref>See for example {{Harv|Strichartz|2003|pp=12–13}}.</ref> होने देना {{math|Ω}} यूक्लिडियन अंतरिक्ष में खुला समुच्चय बनें <math>\mathbb{R}^n</math>. फिर वेरिएबल (गणित) {{math|''f'' : Ω → <math>\mathbb{C}</math>}} ऐसा है कि | ||
:<math> \int_\Omega | f \varphi|\, \mathrm{d}x <+\infty,</math> | :<math> \int_\Omega | f \varphi|\, \mathrm{d}x <+\infty,</math> | ||
प्रत्येक परीक्षण | प्रत्येक परीक्षण वेरिएबल के लिए {{math|''φ'' ∈ {{SubSup|C|c|∞}}(Ω)}} को स्थानीय रूप से एकीकृत कहा जाता है, और ऐसे कार्यों के समुच्चय को इसके द्वारा दर्शाया जाता है {{math|''L''<sub>1,loc</sub>(Ω)}}. यहाँ {{math|{{SubSup|C|c|∞}}(Ω)}} सभी अपरिमित रूप से भिन्न-भिन्न फलनों के समुच्चय को दर्शाता है {{math|''φ'' : Ω → <math>\mathbb{R}</math>}} समर्थन (गणित) कॉम्पैक्ट समर्थन के साथ सम्मिलित है {{math|Ω}}. | ||
इस परिभाषा की जड़ें माप और एकीकरण सिद्धांत के दृष्टिकोण में हैं, जो [[निकोलस बॉर्बकी]] स्कूल द्वारा विकसित [[टोपोलॉजिकल वेक्टर स्पेस]] पर सतत रैखिक कार्यात्मक सतत रैखिक कार्यात्मक की अवधारणा पर आधारित है:<ref>This approach was praised by {{harvtxt|Schwartz|1998|pp=16–17}} who remarked also its usefulness, however using {{EquationNote|1|Definition 1}} to define locally integrable functions.</ref> यह वह भी है जिसे अपनाया गया है {{Harvtxt|स्ट्रिचर्ट्ज़|2003}} और तक {{Harvtxt|Maz'ya|Shaposhnikova|2009|p=34}}.<ref>Be noted that Maz'ya and Shaposhnikova define explicitly only the "localized" version of the [[Sobolev space]] {{math|''W''<sup>''k'',''p''</sup>(Ω)}}, nevertheless explicitly asserting that the same method is used to define localized versions of all other [[Banach space]]s used in the cited book: in particular, {{math|''L''<sub>''p'',loc</sub>(Ω)}} is introduced on page 44.</ref> यह वितरण सिद्धांत संबंधी परिभाषा मानक परिभाषा के समतुल्य है, जैसा कि निम्नलिखित प्रमेय सिद्ध करता है: | इस परिभाषा की जड़ें माप और एकीकरण सिद्धांत के दृष्टिकोण में हैं, जो [[निकोलस बॉर्बकी]] स्कूल द्वारा विकसित [[टोपोलॉजिकल वेक्टर स्पेस|टोपोलॉजिकल सदिश स्पेस]] पर सतत रैखिक कार्यात्मक सतत रैखिक कार्यात्मक की अवधारणा पर आधारित है:<ref>This approach was praised by {{harvtxt|Schwartz|1998|pp=16–17}} who remarked also its usefulness, however using {{EquationNote|1|Definition 1}} to define locally integrable functions.</ref> यह वह भी है जिसे अपनाया गया है {{Harvtxt|स्ट्रिचर्ट्ज़|2003}} और तक {{Harvtxt|Maz'ya|Shaposhnikova|2009|p=34}}.<ref>Be noted that Maz'ya and Shaposhnikova define explicitly only the "localized" version of the [[Sobolev space]] {{math|''W''<sup>''k'',''p''</sup>(Ω)}}, nevertheless explicitly asserting that the same method is used to define localized versions of all other [[Banach space]]s used in the cited book: in particular, {{math|''L''<sub>''p'',loc</sub>(Ω)}} is introduced on page 44.</ref> यह वितरण सिद्धांत संबंधी परिभाषा मानक परिभाषा के समतुल्य है, जैसा कि निम्नलिखित प्रमेय सिद्ध करता है: | ||
{{EquationRef|3|Lemma 1}}. दिया गया | {{EquationRef|3|Lemma 1}}. दिया गया वेरिएबल {{math|''f'' : Ω → <math>\mathbb{C}</math>}} के अनुसार स्थानीय रूप से एकीकृत है {{EquationNote|1|परिभाषा 1}} यदि और केवल यदि यह स्थानीय रूप से एकीकृत है {{EquationNote|2|परिभाषा 2}}, अर्थात। | ||
:<math> \int_K | f |\, \mathrm{d}x <+\infty \quad \forall\, K \subset \Omega,\, K \text{ compact} \quad \Longleftrightarrow \quad | :<math> \int_K | f |\, \mathrm{d}x <+\infty \quad \forall\, K \subset \Omega,\, K \text{ compact} \quad \Longleftrightarrow \quad | ||
\int_\Omega | f \varphi|\, \mathrm{d}x <+\infty \quad \forall\, \varphi \in C^\infty_{\mathrm{c}}(\Omega).</math> | \int_\Omega | f \varphi|\, \mathrm{d}x <+\infty \quad \forall\, \varphi \in C^\infty_{\mathrm{c}}(\Omega).</math> | ||
===का प्रमाण {{EquationNote|3|Lemma 1}}=== | ===का प्रमाण {{EquationNote|3|Lemma 1}}=== | ||
यदि भाग: चलो {{math|''φ'' ∈ {{SubSup|C|c|∞}}(Ω)}} परीक्षण | यदि भाग: चलो {{math|''φ'' ∈ {{SubSup|C|c|∞}}(Ω)}} परीक्षण वेरिएबल बनें। यह अपने सर्वोच्च मानदंड से [[चरम मूल्य प्रमेय]] है {{math|<nowiki>||</nowiki>''φ''<nowiki>||</nowiki><sub>∞</sub>}}, मापने योग्य, और इसमें समर्थन (गणित)#कॉम्पैक्ट समर्थन है, आइए इसे कॉल करें {{math|''K''}}. इस तरह | ||
:<math>\int_\Omega | f \varphi|\, \mathrm{d}x = \int_K |f|\,|\varphi|\, \mathrm{d}x \le\|\varphi\|_\infty\int_K | f |\, \mathrm{d}x<\infty</math> | :<math>\int_\Omega | f \varphi|\, \mathrm{d}x = \int_K |f|\,|\varphi|\, \mathrm{d}x \le\|\varphi\|_\infty\int_K | f |\, \mathrm{d}x<\infty</math> | ||
द्वारा {{EquationNote|1|परिभाषा 1}}. | द्वारा {{EquationNote|1|परिभाषा 1}}. | ||
केवल यदि भाग: चलो {{math|''K''}} खुले समुच्चय का संहत उपसमुच्चय बनें {{math|Ω}}. हम पहले परीक्षण | केवल यदि भाग: चलो {{math|''K''}} खुले समुच्चय का संहत उपसमुच्चय बनें {{math|Ω}}. हम पहले परीक्षण वेरिएबल का निर्माण करेंगे {{math|''φ<sub>K</sub>'' ∈ {{SubSup|C|c|∞}}(Ω)}} जो संकेतक वेरिएबल को प्रमुखता देता है {{math|''χ<sub>K</sub>''}} का {{math|''K''}}. | ||
दूरी | दूरी समुच्चय के मध्य और बिंदु और समुच्चय के मध्य की दूरी<ref>Not to be confused with the [[Hausdorff distance]].</ref> मध्य में {{math|''K''}} और [[सीमा (टोपोलॉजी)]] {{math|∂Ω}} पूर्णतया शून्य से बड़ा है, अर्थात | ||
:<math>\Delta:=d(K,\partial\Omega)>0,</math> | :<math>\Delta:=d(K,\partial\Omega)>0,</math> | ||
इसलिए [[वास्तविक संख्या]] चुनना संभव है {{math|''δ''}} ऐसा है कि {{math|Δ > 2''δ'' > 0}} (अगर {{math|∂Ω}} खाली | इसलिए [[वास्तविक संख्या]] चुनना संभव है {{math|''δ''}} ऐसा है कि {{math|Δ > 2''δ'' > 0}} (अगर {{math|∂Ω}} खाली समुच्चय है, ले लो {{math|Δ {{=}} ∞}}). होने देना {{math|''K<sub>δ</sub>''}} और {{math|''K''<sub>2''δ''</sub>}} क्लोजर (टोपोलॉजी) समुच्चय नेबरहुड का क्लोजर (गणित) मीट्रिक स्पेस में|{{math|''δ''}}-पड़ोस और {{math|2''δ''}}-का पड़ोस {{math|''K''}}, क्रमश। वह वैसे ही कॉम्पैक्ट और संतुष्ट हैं | ||
:<math>K\subset K_\delta\subset K_{2\delta}\subset\Omega,\qquad d(K_\delta,\partial\Omega)=\Delta-\delta>\delta>0.</math> | :<math>K\subset K_\delta\subset K_{2\delta}\subset\Omega,\qquad d(K_\delta,\partial\Omega)=\Delta-\delta>\delta>0.</math> | ||
अब | अब वेरिएबल को परिभाषित करने के लिए [[कनवल्शन]] का उपयोग करें {{math|''φ<sub>K</sub>'' : Ω → <math>\mathbb{R}</math>}} द्वारा | ||
:<math>\varphi_K(x)={\chi_{K_\delta}\ast\varphi_\delta(x)}= | :<math>\varphi_K(x)={\chi_{K_\delta}\ast\varphi_\delta(x)}= | ||
\int_{\mathbb{R}^n}\chi_{K_\delta}(y)\,\varphi_\delta(x-y)\,\mathrm{d}y,</math> | \int_{\mathbb{R}^n}\chi_{K_\delta}(y)\,\varphi_\delta(x-y)\,\mathrm{d}y,</math> | ||
कहाँ {{math|''φ<sub>δ</sub>''}} [[शांत करनेवाला]] है जिसका निर्माण मोलिफ़ायर#कंक्रीट उदाहरण का उपयोग करके किया गया है। ज़ाहिर तौर से {{math|''φ<sub>K</sub>''}} इस अर्थ में गैर- | कहाँ {{math|''φ<sub>δ</sub>''}} [[शांत करनेवाला]] है जिसका निर्माण मोलिफ़ायर#कंक्रीट उदाहरण का उपयोग करके किया गया है। ज़ाहिर तौर से {{math|''φ<sub>K</sub>''}} इस अर्थ में गैर-ऋणात्मक है {{math|''φ<sub>K</sub>'' ≥ 0}}, असीम रूप से भिन्न, और इसका समर्थन निहित है {{math|''K''<sub>2''δ''</sub>}}, विशेष रूप से यह परीक्षण वेरिएबल है। तब से {{math|''φ<sub>K</sub>''(''x'') {{=}} 1}} सभी के लिए {{math|''x'' ∈ ''K''}}, हमारे पास वह है {{math|''χ<sub>K</sub>'' ≤ ''φ<sub>K</sub>''}}. | ||
होने देना {{math|''f''}} के अनुसार स्थानीय रूप से एकीकृत | होने देना {{math|''f''}} के अनुसार स्थानीय रूप से एकीकृत वेरिएबल बनें {{EquationNote|2|परिभाषा 2}}. तब | ||
:<math>\int_K|f|\,\mathrm{d}x=\int_\Omega|f|\chi_K\,\mathrm{d}x | :<math>\int_K|f|\,\mathrm{d}x=\int_\Omega|f|\chi_K\,\mathrm{d}x | ||
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===सामान्यीकरण: स्थानीय रूप से पी-अभिन्न कार्य=== | ===सामान्यीकरण: स्थानीय रूप से पी-अभिन्न कार्य=== | ||
{{EquationRef|4|Definition 3}}.<ref name="Vlp3">See for example {{Harv|Vladimirov|2002|p=3}} and {{harv|Maz'ya|Poborchi|1997|p=4}}.</ref> होने देना {{math|Ω}} यूक्लिडियन अंतरिक्ष में खुला | {{EquationRef|4|Definition 3}}.<ref name="Vlp3">See for example {{Harv|Vladimirov|2002|p=3}} and {{harv|Maz'ya|Poborchi|1997|p=4}}.</ref> होने देना {{math|Ω}} यूक्लिडियन अंतरिक्ष में खुला समुच्चय बनें <math>\mathbb{R}^n</math> और {{math|''f'' : Ω → }}<math>\mathbb{C}</math> लेबेस्ग्यू मापने योग्य वेरिएबल बनें। यदि, किसी दिए गए के लिए {{math|''p''}} साथ {{math|1 ≤ ''p'' ≤ +∞}}, {{math|''f''}} संतुष्ट करता है | ||
:<math> \int_K | f|^p \,\mathrm{d}x <+\infty,</math> | :<math> \int_K | f|^p \,\mathrm{d}x <+\infty,</math> | ||
अर्थात, यह का है {{math|[[Lp space|''L''<sub>''p''</sub>(''K'')]]}} सभी कॉम्पैक्ट | अर्थात, यह का है {{math|[[Lp space|''L''<sub>''p''</sub>(''K'')]]}} सभी कॉम्पैक्ट समुच्चय के लिए {{math|''K''}} का {{math|Ω}}, तब {{math|''f''}} को स्थानीय रूप से कहा जाता है {{math|''p''}}-अभिन्न या भी {{math|''p''}}-स्थानीय रूप से एकीकृत।<ref name="Vlp3"/> ऐसे सभी फलनों का समुच्चय (गणित) द्वारा दर्शाया जाता है {{math|''L''<sub>''p'',loc</sub>(Ω)}}: | ||
:<math>L_{p,\mathrm{loc}}(\Omega)=\left\{f:\Omega\to\mathbb{C}\text{ measurable }\left|\ f|_K \in L_p(K),\ \forall\, K \subset \Omega, K \text{ compact}\right.\right\}.</math> | :<math>L_{p,\mathrm{loc}}(\Omega)=\left\{f:\Omega\to\mathbb{C}\text{ measurable }\left|\ f|_K \in L_p(K),\ \forall\, K \subset \Omega, K \text{ compact}\right.\right\}.</math> | ||
स्थानीय रूप से एकीकृत कार्यों के लिए दी गई वैकल्पिक परिभाषा, पूरी तरह से अनुरूप, स्थानीय रूप से भी दी जा सकती है {{math|''p''}}-अभिन्न कार्य: यह इस खंड के समतुल्य भी हो सकता है और सिद्ध भी हो सकता है।<ref>As remarked in the previous section, this is the approach adopted by {{harvtxt|Maz'ya|Shaposhnikova|2009}}, without developing the elementary details.</ref> स्थानीय स्तर पर उनकी स्पष्ट उच्च व्यापकता के अतिरिक्त {{math|''p''}}-अभिन्न कार्य प्रत्येक के लिए स्थानीय रूप से पूर्ण करने योग्य कार्यों का उपसमूह बनाते हैं {{math|''p''}} ऐसा है कि {{math|1 < ''p'' ≤ +∞}}.<ref>Precisely, they form a [[vector subspace]] of {{math|''L''<sub>1,loc</sub>(Ω)}}: see {{EquationNote|7|Corollary 1}} to {{EquationNote|6|Theorem 2}}.</ref> | स्थानीय रूप से एकीकृत कार्यों के लिए दी गई वैकल्पिक परिभाषा, पूरी तरह से अनुरूप, स्थानीय रूप से भी दी जा सकती है {{math|''p''}}-अभिन्न कार्य: यह इस खंड के समतुल्य भी हो सकता है और सिद्ध भी हो सकता है।<ref>As remarked in the previous section, this is the approach adopted by {{harvtxt|Maz'ya|Shaposhnikova|2009}}, without developing the elementary details.</ref> स्थानीय स्तर पर उनकी स्पष्ट उच्च व्यापकता के अतिरिक्त {{math|''p''}}-अभिन्न कार्य प्रत्येक के लिए स्थानीय रूप से पूर्ण करने योग्य कार्यों का उपसमूह बनाते हैं {{math|''p''}} ऐसा है कि {{math|1 < ''p'' ≤ +∞}}.<ref>Precisely, they form a [[vector subspace]] of {{math|''L''<sub>1,loc</sub>(Ω)}}: see {{EquationNote|7|Corollary 1}} to {{EquationNote|6|Theorem 2}}.</ref> | ||
=== संकेतन === | === संकेतन === | ||
विभिन्न [[ग्लिफ़]] के अतिरिक्त जिनका उपयोग अपरकेस L के लिए किया जा सकता है,<ref>See for example {{Harv|Vladimirov|2002|p=3}}, where a calligraphic '''ℒ''' is used.</ref> स्थानीय रूप से एकीकृत कार्यों के | विभिन्न [[ग्लिफ़]] के अतिरिक्त जिनका उपयोग अपरकेस L के लिए किया जा सकता है,<ref>See for example {{Harv|Vladimirov|2002|p=3}}, where a calligraphic '''ℒ''' is used.</ref> स्थानीय रूप से एकीकृत कार्यों के समुच्चय के अंकन के लिए कुछ प्रकार हैं | ||
*<math>L^p_{\mathrm{loc}}(\Omega),</math> के द्वारा ग्रहण किया गया {{harv|होर्मेंडर|1990|p=37}}, {{Harv|स्ट्रिचर्ट्ज़|2003|pp=12–13}} और {{Harv|व्लादिमीरोव|2002|p=3}}. | *<math>L^p_{\mathrm{loc}}(\Omega),</math> के द्वारा ग्रहण किया गया {{harv|होर्मेंडर|1990|p=37}}, {{Harv|स्ट्रिचर्ट्ज़|2003|pp=12–13}} और {{Harv|व्लादिमीरोव|2002|p=3}}. | ||
*<math>L_{p,\mathrm{loc}}(\Omega),</math> के द्वारा ग्रहण किया गया {{harv|Maz'ya|Poborchi|1997|p=4}} और {{Harvtxt|Maz'ya|Shaposhnikova|2009|p=44}}. | *<math>L_{p,\mathrm{loc}}(\Omega),</math> के द्वारा ग्रहण किया गया {{harv|Maz'ya|Poborchi|1997|p=4}} और {{Harvtxt|Maz'ya|Shaposhnikova|2009|p=44}}. | ||
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{{EquationRef|5|Theorem 1}}.<ref>See {{harv|Gilbarg|Trudinger|1998|p=147}}, {{harv|Maz'ya|Poborchi|1997|p=5}} for a statement of this results, and also the brief notes in {{harv|Maz'ja|1985|p=6}} and {{harv|Maz'ya|2011|p=2}}.</ref> {{math|''L''<sub>''p'',loc</sub>}} [[पूर्ण मीट्रिक स्थान]] है: इसकी टोपोलॉजी निम्नलिखित मीट्रिक (गणित) द्वारा उत्पन्न की जा सकती है: | {{EquationRef|5|Theorem 1}}.<ref>See {{harv|Gilbarg|Trudinger|1998|p=147}}, {{harv|Maz'ya|Poborchi|1997|p=5}} for a statement of this results, and also the brief notes in {{harv|Maz'ja|1985|p=6}} and {{harv|Maz'ya|2011|p=2}}.</ref> {{math|''L''<sub>''p'',loc</sub>}} [[पूर्ण मीट्रिक स्थान]] है: इसकी टोपोलॉजी निम्नलिखित मीट्रिक (गणित) द्वारा उत्पन्न की जा सकती है: | ||
:<math>d(u,v)=\sum_{k\geq 1}\frac{1}{2^k}\frac{\Vert u - v\Vert_{p,\omega_k}}{1+\Vert u - v\Vert_{p,\omega_k}}\qquad u, v\in L_{p,\mathrm{loc}}(\Omega),</math> | :<math>d(u,v)=\sum_{k\geq 1}\frac{1}{2^k}\frac{\Vert u - v\Vert_{p,\omega_k}}{1+\Vert u - v\Vert_{p,\omega_k}}\qquad u, v\in L_{p,\mathrm{loc}}(\Omega),</math> | ||
कहाँ {{math|{''ω''<sub>''k''</sub>}<sub>''k''≥1</sub>}} ऐसे गैर खाली खुले | कहाँ {{math|{''ω''<sub>''k''</sub>}<sub>''k''≥1</sub>}} ऐसे गैर खाली खुले समुच्चयों का परिवार है | ||
* {{math|''ω''<sub>''k''</sub> ⊂⊂ ''ω''<sub>''k''+1</sub>}}, कारण है कि {{math|''ω''<sub>''k''</sub>}} को कॉम्पैक्ट रूप से सम्मिलित किया गया है {{math|''ω''<sub>''k''+1</sub>}} अर्थात यह | * {{math|''ω''<sub>''k''</sub> ⊂⊂ ''ω''<sub>''k''+1</sub>}}, कारण है कि {{math|''ω''<sub>''k''</sub>}} को कॉम्पैक्ट रूप से सम्मिलित किया गया है {{math|''ω''<sub>''k''+1</sub>}} अर्थात यह समुच्चय है जिसमें कॉम्पैक्ट क्लोजर को उच्च सूचकांक के समुच्चय में सख्ती से सम्मिलित किया गया है। | ||
* {{math|∪<sub>''k''</sub>''ω''<sub>''k''</sub> {{=}} Ω}}. | * {{math|∪<sub>''k''</sub>''ω''<sub>''k''</sub> {{=}} Ω}}. | ||
* <math>\scriptstyle{\Vert\cdot\Vert_{p,\omega_k}}\to\mathbb{R}^+</math>, के ∈ <math>\mathbb{N}</math> [[सेमिनोर्म]] का [[अनुक्रमित परिवार]] है, जिसे इस प्रकार परिभाषित किया गया है | * <math>\scriptstyle{\Vert\cdot\Vert_{p,\omega_k}}\to\mathbb{R}^+</math>, के ∈ <math>\mathbb{N}</math> [[सेमिनोर्म]] का [[अनुक्रमित परिवार]] है, जिसे इस प्रकार परिभाषित किया गया है | ||
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===एल<sub>''p''</sub> L का उपस्थान है<sub>1,loc</sub> सभी p ≥ 1=== के लिए | ===एल<sub>''p''</sub> L का उपस्थान है<sub>1,loc</sub> सभी p ≥ 1=== के लिए | ||
{{EquationRef|6|Theorem 2}}. हर | {{EquationRef|6|Theorem 2}}. हर फलन {{math|''f''}} से संबंधित {{math|''L''<sub>''p''</sub>(Ω)}}, {{math|1 ≤ ''p'' ≤ +∞}}, कहाँ {{math|Ω}} का [[खुला उपसमुच्चय]] है <math>\mathbb{R}^n</math>, स्थानीय रूप से एकीकृत है। | ||
प्रमाण । मामला {{math|''p'' {{=}} 1}} तुच्छ है, इसलिए प्रमाण की अगली कड़ी में यह मान लिया गया है {{math|1 < ''p'' ≤ +∞}}. संकेतक वेरिएबल पर विचार करें {{math|''χ''<sub>''K''</sub>}} सघन उपसमुच्चय का {{math|''K''}} का {{math|Ω}}: फिर, के लिए {{math|''p'' ≤ +∞}}, | |||
:<math>\left|{\int_\Omega|\chi_K|^q\,\mathrm{d}x}\right|^{1/q}=\left|{\int_K \mathrm{d}x}\right|^{1/q}=|K|^{1/q}<+\infty,</math> | :<math>\left|{\int_\Omega|\chi_K|^q\,\mathrm{d}x}\right|^{1/q}=\left|{\int_K \mathrm{d}x}\right|^{1/q}=|K|^{1/q}<+\infty,</math> | ||
कहाँ | कहाँ | ||
*{{math|''q''}} धनात्मक संख्या है जैसे कि {{math|1/''p'' + 1/''q''}} = {{math|1}} किसी प्रदत्त के लिए {{math|1 ≤ ''p'' ≤ +∞}} | *{{math|''q''}} धनात्मक संख्या है जैसे कि {{math|1/''p'' + 1/''q''}} = {{math|1}} किसी प्रदत्त के लिए {{math|1 ≤ ''p'' ≤ +∞}} | ||
*{{math|<nowiki>|</nowiki>''K''<nowiki>|</nowiki>}} कॉम्पैक्ट | *{{math|<nowiki>|</nowiki>''K''<nowiki>|</nowiki>}} कॉम्पैक्ट समुच्चय का लेबेस्ग माप है {{math|''K''}} | ||
फिर किसी के लिए {{math|''f''}} से संबंधित {{math|''L''<sub>''p''</sub>(Ω)}}, होल्डर की असमानता से, [[उत्पाद (गणित)]] {{math|''fχ''<sub>''K''</sub>}} [[एकीकृत कार्य]] है अर्थात संबंधित है {{math|''L''<sub>1</sub>(Ω)}} और | फिर किसी के लिए {{math|''f''}} से संबंधित {{math|''L''<sub>''p''</sub>(Ω)}}, होल्डर की असमानता से, [[उत्पाद (गणित)]] {{math|''fχ''<sub>''K''</sub>}} [[एकीकृत कार्य]] है अर्थात संबंधित है {{math|''L''<sub>1</sub>(Ω)}} और | ||
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प्रमेय कार्यों के लिए भी सत्य है {{math|''f''}} केवल स्थानीय स्तर के स्थान से संबंधित {{math|''p''}}-अभिन्न कार्य, इसलिए प्रमेय का तात्पर्य निम्नलिखित परिणाम से भी है। | प्रमेय कार्यों के लिए भी सत्य है {{math|''f''}} केवल स्थानीय स्तर के स्थान से संबंधित {{math|''p''}}-अभिन्न कार्य, इसलिए प्रमेय का तात्पर्य निम्नलिखित परिणाम से भी है। | ||
{{EquationRef|7|परिणाम 1}}. हर | {{EquationRef|7|परिणाम 1}}. हर फलन <math> f </math> में <math>L_{p,loc}(\Omega)</math>, <math> 1<p\leq\infty </math>, स्थानीय रूप से एकीकृत है, i. इ। से संबंधित <math> L_{1,loc}(\Omega) </math>. | ||
नोट: यदि <math> \Omega </math> का खुला उपसमुच्चय है <math> \mathbb{R}^n</math> वह भी परिबद्ध है, | नोट: यदि <math> \Omega </math> का खुला उपसमुच्चय है <math> \mathbb{R}^n</math> वह भी परिबद्ध है, सीमा में मानक समावेशन होता है <math> L_p(\Omega) \subset L_1(\Omega)</math> जो उपरोक्त समावेशन को देखते हुए समझ में आता है <math> L_1(\Omega)\subset L_{1,loc}(\Omega)</math>. किन्तु इनमें से पहला कथन सत्य नहीं है यदि <math> \Omega </math> परिबद्ध नहीं है; सीमा यह अभी भी सच है <math> L_p(\Omega) \subset L_{1,loc}(\Omega)</math> किसी के लिए <math>p</math>, किन्तु ऐसा नहीं <math> L_p(\Omega)\subset L_1(\Omega) </math>. इसे देखने के लिए, सामान्यतः वेरिएबल पर विचार किया जाता है <math> u(x)=1 </math>, जो इसमें है <math> L_{\infty}(\mathbb{R}^n) </math> किन्तु अंदर नहीं <math> L_p(\mathbb{R}^n)</math> किसी भी परिमित के लिए <math>p</math>. | ||
=== एल<sub>1,loc</sub> बिल्कुल निरंतर माप का घनत्व का स्थान है === | === एल<sub>1,loc</sub> बिल्कुल निरंतर माप का घनत्व का स्थान है === | ||
{{EquationRef|7|प्रमेय 3}}. | {{EquationRef|7|प्रमेय 3}}. फलन {{math|''f''}} पूर्ण निरंतरता का घनत्व वेरिएबल (माप सिद्धांत) है उपायों की पूर्ण निरंतरता यदि और केवल यदि <math> f\in L_{1,loc}</math>. | ||
इस परिणाम का प्रमाण रेखाचित्र द्वारा दिया गया है {{harv|श्वार्ट्ज|1998|p=18}}. अपने कथन को दोबारा दोहराते हुए, यह प्रमेय प्रामाणित करता है कि प्रत्येक स्थानीय रूप से पूर्णांकीय | इस परिणाम का प्रमाण रेखाचित्र द्वारा दिया गया है {{harv|श्वार्ट्ज|1998|p=18}}. अपने कथन को दोबारा दोहराते हुए, यह प्रमेय प्रामाणित करता है कि प्रत्येक स्थानीय रूप से पूर्णांकीय वेरिएबल बिल्कुल निरंतर माप को परिभाषित करता है और इसके विपरीत, प्रत्येक बिल्कुल निरंतर उपाय स्थानीय रूप से पूर्णांकीय वेरिएबल को परिभाषित करता है: यह, अमूर्त माप सिद्धांत ढांचे में, महत्वपूर्ण रेडॉन-निकोडिम प्रमेय का रूप भी है स्टैनिस्लाव साक्स ने अपने ग्रंथ में दिया है।<ref>According to {{harvtxt|Saks|1937|p=36}}, "''If {{math|E}} is a set of finite measure, or, more generally the sum of a sequence of sets of finite measure ''(''{{math|μ}}'')'', then, in order that an additive function of a set ''({{math|𝔛}})'' on {{math|E}} be absolutely continuous on {{math|E}}, it is necessary and sufficient that this function of a set be the indefinite integral of some integrable function of a point of {{math|E}}''". Assuming ({{math|''μ''}}) to be the Lebesgue measure, the two statements can be seen to be equivalent.</ref> | ||
=='''उदाहरण'''== | =='''उदाहरण'''== | ||
*निरंतर कार्य {{math|1}} वास्तविक रेखा पर परिभाषित स्थानीय रूप से एकीकृत है किन्तु विश्व स्तर पर एकीकृत नहीं है क्योंकि वास्तविक रेखा में अनंत माप है। अधिक सामान्यतः, [[स्थिरांक (गणित)]], निरंतर कार्य<ref>See for example {{harv|Hörmander|1990|p=37}}.</ref> और एकीकृत कार्य स्थानीय रूप से एकीकृत होते हैं।<ref>See {{harv|Strichartz|2003|p=12}}.</ref> | *निरंतर कार्य {{math|1}} वास्तविक रेखा पर परिभाषित स्थानीय रूप से एकीकृत है किन्तु विश्व स्तर पर एकीकृत नहीं है क्योंकि वास्तविक रेखा में अनंत माप है। अधिक सामान्यतः, [[स्थिरांक (गणित)]], निरंतर कार्य<ref>See for example {{harv|Hörmander|1990|p=37}}.</ref> और एकीकृत कार्य स्थानीय रूप से एकीकृत होते हैं।<ref>See {{harv|Strichartz|2003|p=12}}.</ref> | ||
*कार्यक्रम <math>f(x) = 1/x</math> x ∈ (0, 1) के लिए स्थानीय रूप से है किन्तु वैश्विक रूप से (0, 1) पर एकीकृत नहीं है। यह स्थानीय रूप से एकीकृत है क्योंकि किसी भी कॉम्पैक्ट | *कार्यक्रम <math>f(x) = 1/x</math> x ∈ (0, 1) के लिए स्थानीय रूप से है किन्तु वैश्विक रूप से (0, 1) पर एकीकृत नहीं है। यह स्थानीय रूप से एकीकृत है क्योंकि किसी भी कॉम्पैक्ट समुच्चय K ⊆ (0, 1) की 0 से धनात्मक दूरी है और f इसलिए K पर घिरा है। यह उदाहरण प्रारंभिक दावे को रेखांकित करता है कि स्थानीय रूप से एकीकृत कार्यों को सीमा के पास विकास की स्थिति की संतुष्टि की आवश्यकता नहीं है परिबद्ध डोमेन. | ||
* कार्यक्रम | * कार्यक्रम | ||
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\end{cases} \quad x \in \mathbb R | \end{cases} \quad x \in \mathbb R | ||
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: स्थानीय रूप से एकीकृत नहीं है {{math|''x'' {{=}} 0}}: यह वास्तव में इस बिंदु के निकट स्थानीय रूप से एकीकृत है क्योंकि इसे सम्मिलित किए बिना प्रत्येक कॉम्पैक्ट | : स्थानीय रूप से एकीकृत नहीं है {{math|''x'' {{=}} 0}}: यह वास्तव में इस बिंदु के निकट स्थानीय रूप से एकीकृत है क्योंकि इसे सम्मिलित किए बिना प्रत्येक कॉम्पैक्ट समुच्चय पर इसका अभिन्न अंग परिमित है। औपचारिक रूप से बोलते हुए, {{math|1/''x'' ∈ ''L''<sub>1,loc</sub>}}(<math>\mathbb{R}</math> \ 0):<ref>See {{harv|Schwartz|1998|p=19}}.</ref> चूँकि , इस वेरिएबल को संपूर्ण वितरण तक बढ़ाया जा सकता है <math>\mathbb{R}</math> [[कॉची प्रमुख मूल्य]] के रूप में।<ref>See {{Harv|Vladimirov|2002|pp=19–21}}.</ref> | ||
* पिछला उदाहरण प्रश्न उठाता है: क्या प्रत्येक | * पिछला उदाहरण प्रश्न उठाता है: क्या प्रत्येक वेरिएबल जो स्थानीय रूप से एकीकृत है {{math|Ω}} ⊊ <math>\mathbb{R}</math> संपूर्ण के लिए विस्तार स्वीकार करें <math>\mathbb{R}</math> वितरण के रूप में? उत्तर ऋणात्मक है, और प्रतिउदाहरण निम्नलिखित वेरिएबल द्वारा प्रदान किया गया है: | ||
:: <math> | :: <math> | ||
f(x)= | f(x)= | ||
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: किसी भी वितरण को परिभाषित नहीं करता है <math>\mathbb{R}</math>.<ref>See {{Harv|Vladimirov|2002|p=21}}.</ref> | : किसी भी वितरण को परिभाषित नहीं करता है <math>\mathbb{R}</math>.<ref>See {{Harv|Vladimirov|2002|p=21}}.</ref> | ||
:* निम्नलिखित उदाहरण, पिछले उदाहरण के समान, | :* निम्नलिखित उदाहरण, पिछले उदाहरण के समान, वेरिएबल से संबंधित है {{math|''L''<sub>1,loc</sub>}}(<math>\mathbb{R}</math>\ 0) जो [[अनियमित विलक्षणता]] वाले [[विभेदक ऑपरेटर]]ों के लिए वितरण के सिद्धांत के अनुप्रयोग में प्राथमिक प्रति-उदाहरण के रूप में कार्य करता है: | ||
:: <math> | :: <math> | ||
f(x)= | f(x)= | ||
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== '''अनुप्रयोग''' == | == '''अनुप्रयोग''' == | ||
स्थानीय रूप से एकीकृत | स्थानीय रूप से एकीकृत वेरिएबल वितरण (गणित) में प्रमुख भूमिका निभाते हैं और वह वेरिएबल (गणित) और वेरिएबल स्पेस के विभिन्न वर्गों की परिभाषा में होते हैं, जैसे कि बाध्य भिन्नता। इसके अतिरिक्त, वह रेडॉन-निकोडिम प्रमेय में प्रत्येक माप के बिल्कुल निरंतर भाग को चिह्नित करके प्रकट होते हैं। | ||
== '''यह भी देखें''' == | == '''यह भी देखें''' == | ||
*कॉम्पैक्ट | *कॉम्पैक्ट समुच्चय | ||
*वितरण (गणित) | *वितरण (गणित) | ||
*लेब्सग्यू का घनत्व प्रमेय | *लेब्सग्यू का घनत्व प्रमेय | ||
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}}. माप और एकीकरण (जैसा कि शीर्षक का अंग्रेजी अनुवाद पढ़ता है) एकीकरण और माप सिद्धांत पर एक निश्चित मोनोग्राफ है: माप-संबंधित संरचनाओं (मापने योग्य कार्य, [[मापने योग्य सेट]], माप) के विभिन्न प्रकार के [[अनुक्रमों]] के अभिन्न अंग के सीमित व्यवहार का उपचार और उनका संयोजन) कुछ | }}. माप और एकीकरण (जैसा कि शीर्षक का अंग्रेजी अनुवाद पढ़ता है) एकीकरण और माप सिद्धांत पर एक निश्चित मोनोग्राफ है: माप-संबंधित संरचनाओं (मापने योग्य कार्य, [[मापने योग्य सेट|मापने योग्य समुच्चय]], माप) के विभिन्न प्रकार के [[अनुक्रमों]] के अभिन्न अंग के सीमित व्यवहार का उपचार और उनका संयोजन) कुछ सीमा तक निर्णायक है। | ||
*{{Citation | *{{Citation | ||
| last1 = जेल'फैंड | | last1 = जेल'फैंड |
Revision as of 01:25, 17 August 2023
गणित में, स्थानीय रूप से एकीकृत वेरिएबल (कभी-कभी इसे स्थानीय रूप से सारांशित वेरिएबल भी कहा जाता है)[1] वेरिएबल (गणित) है जो परिभाषा के अपने डोमेन के प्रत्येक कॉम्पैक्ट उपसमुच्चय पर पूर्णांकीय है (इसलिए इसका अभिन्न अंग परिमित है)। ऐसे फ़ंक्शंस का महत्व इस तथ्य में निहित है कि उनका कार्य स्थान Lp स्पेस के समान हैLp रिक्त स्थान, किन्तु इसके सदस्यों को अपने डोमेन की सीमा पर अपने व्यवहार पर किसी भी विकास प्रतिबंध को पूरा करने की आवश्यकता नहीं है (यदि डोमेन असीमित है सीमा अनंत पर): दूसरे शब्दों में, स्थानीय रूप से एकीकृत कार्य डोमेन सीमा पर इच्छानुसार से तेजी से बढ़ सकते हैं, किन्तु अभी भी सामान्य एकीकृत कार्यों के समान ही प्रबंधनीय हैं।
परिभाषा
मानक परिभाषा
Definition 1.[2] होने देना Ω यूक्लिडियन अंतरिक्ष में खुला समुच्चय बनें और f : Ω → लेब्सेग माप मापने योग्य वेरिएबल बनें। अगर f पर Ω इस प्रकार कि
अर्थात इसका लेब्सग इंटीग्रल सभी कॉम्पैक्ट समुच्चय पर सीमित है K का Ω,[3] तब f को स्थानीय रूप से एकीकृत कहा जाता है। ऐसे सभी फलनों का समुच्चय (गणित) द्वारा दर्शाया जाता है L1,loc(Ω):
कहाँ के कार्य के प्रतिबंध को दर्शाता है f समुच्चय पर K.
स्थानीय रूप से एकीकृत वेरिएबल की मौलिक परिभाषा में केवल माप सिद्धांत और टोपोलॉजिकल स्पेस सम्मिलित है[4] अवधारणाओं और टोपोलॉजिकल माप स्थान पर समष्टि संख्या | समष्टि-मूल्यवान कार्यों के लिए अमूर्त पर ले जाया जा सकता है (X, Σ, μ):[5] चूँकि , चूँकि ऐसे फ़ंक्शंस का सबसे आम अनुप्रयोग यूक्लिडियन रिक्त स्थान पर वितरण (गणित) के लिए है,[2] इसमें और निम्नलिखित अनुभागों की सभी परिभाषाएँ स्पष्ट रूप से केवल इस महत्वपूर्ण स्थितियों से संबंधित हैं।
एक वैकल्पिक परिभाषा
Definition 2.[6] होने देना Ω यूक्लिडियन अंतरिक्ष में खुला समुच्चय बनें . फिर वेरिएबल (गणित) f : Ω → ऐसा है कि
प्रत्येक परीक्षण वेरिएबल के लिए φ ∈ C ∞
c (Ω) को स्थानीय रूप से एकीकृत कहा जाता है, और ऐसे कार्यों के समुच्चय को इसके द्वारा दर्शाया जाता है L1,loc(Ω). यहाँ C ∞
c (Ω) सभी अपरिमित रूप से भिन्न-भिन्न फलनों के समुच्चय को दर्शाता है φ : Ω → समर्थन (गणित) कॉम्पैक्ट समर्थन के साथ सम्मिलित है Ω.
इस परिभाषा की जड़ें माप और एकीकरण सिद्धांत के दृष्टिकोण में हैं, जो निकोलस बॉर्बकी स्कूल द्वारा विकसित टोपोलॉजिकल सदिश स्पेस पर सतत रैखिक कार्यात्मक सतत रैखिक कार्यात्मक की अवधारणा पर आधारित है:[7] यह वह भी है जिसे अपनाया गया है स्ट्रिचर्ट्ज़ (2003) और तक Maz'ya & Shaposhnikova (2009, p. 34) .[8] यह वितरण सिद्धांत संबंधी परिभाषा मानक परिभाषा के समतुल्य है, जैसा कि निम्नलिखित प्रमेय सिद्ध करता है:
Lemma 1. दिया गया वेरिएबल f : Ω → के अनुसार स्थानीय रूप से एकीकृत है परिभाषा 1 यदि और केवल यदि यह स्थानीय रूप से एकीकृत है परिभाषा 2, अर्थात।
का प्रमाण Lemma 1
यदि भाग: चलो φ ∈ C ∞
c (Ω) परीक्षण वेरिएबल बनें। यह अपने सर्वोच्च मानदंड से चरम मूल्य प्रमेय है ||φ||∞, मापने योग्य, और इसमें समर्थन (गणित)#कॉम्पैक्ट समर्थन है, आइए इसे कॉल करें K. इस तरह
द्वारा परिभाषा 1.
केवल यदि भाग: चलो K खुले समुच्चय का संहत उपसमुच्चय बनें Ω. हम पहले परीक्षण वेरिएबल का निर्माण करेंगे φK ∈ C ∞
c (Ω) जो संकेतक वेरिएबल को प्रमुखता देता है χK का K.
दूरी समुच्चय के मध्य और बिंदु और समुच्चय के मध्य की दूरी[9] मध्य में K और सीमा (टोपोलॉजी) ∂Ω पूर्णतया शून्य से बड़ा है, अर्थात
इसलिए वास्तविक संख्या चुनना संभव है δ ऐसा है कि Δ > 2δ > 0 (अगर ∂Ω खाली समुच्चय है, ले लो Δ = ∞). होने देना Kδ और K2δ क्लोजर (टोपोलॉजी) समुच्चय नेबरहुड का क्लोजर (गणित) मीट्रिक स्पेस में|δ-पड़ोस और 2δ-का पड़ोस K, क्रमश। वह वैसे ही कॉम्पैक्ट और संतुष्ट हैं
अब वेरिएबल को परिभाषित करने के लिए कनवल्शन का उपयोग करें φK : Ω → द्वारा
कहाँ φδ शांत करनेवाला है जिसका निर्माण मोलिफ़ायर#कंक्रीट उदाहरण का उपयोग करके किया गया है। ज़ाहिर तौर से φK इस अर्थ में गैर-ऋणात्मक है φK ≥ 0, असीम रूप से भिन्न, और इसका समर्थन निहित है K2δ, विशेष रूप से यह परीक्षण वेरिएबल है। तब से φK(x) = 1 सभी के लिए x ∈ K, हमारे पास वह है χK ≤ φK.
होने देना f के अनुसार स्थानीय रूप से एकीकृत वेरिएबल बनें परिभाषा 2. तब
चूँकि यह प्रत्येक कॉम्पैक्ट उपसमुच्चय के लिए प्रयुक्त होता है K का Ω, कार्यक्रम f के अनुसार स्थानीय रूप से एकीकृत है परिभाषा 1. □
सामान्यीकरण: स्थानीय रूप से पी-अभिन्न कार्य
Definition 3.[10] होने देना Ω यूक्लिडियन अंतरिक्ष में खुला समुच्चय बनें और f : Ω → लेबेस्ग्यू मापने योग्य वेरिएबल बनें। यदि, किसी दिए गए के लिए p साथ 1 ≤ p ≤ +∞, f संतुष्ट करता है
अर्थात, यह का है Lp(K) सभी कॉम्पैक्ट समुच्चय के लिए K का Ω, तब f को स्थानीय रूप से कहा जाता है p-अभिन्न या भी p-स्थानीय रूप से एकीकृत।[10] ऐसे सभी फलनों का समुच्चय (गणित) द्वारा दर्शाया जाता है Lp,loc(Ω):
स्थानीय रूप से एकीकृत कार्यों के लिए दी गई वैकल्पिक परिभाषा, पूरी तरह से अनुरूप, स्थानीय रूप से भी दी जा सकती है p-अभिन्न कार्य: यह इस खंड के समतुल्य भी हो सकता है और सिद्ध भी हो सकता है।[11] स्थानीय स्तर पर उनकी स्पष्ट उच्च व्यापकता के अतिरिक्त p-अभिन्न कार्य प्रत्येक के लिए स्थानीय रूप से पूर्ण करने योग्य कार्यों का उपसमूह बनाते हैं p ऐसा है कि 1 < p ≤ +∞.[12]
संकेतन
विभिन्न ग्लिफ़ के अतिरिक्त जिनका उपयोग अपरकेस L के लिए किया जा सकता है,[13] स्थानीय रूप से एकीकृत कार्यों के समुच्चय के अंकन के लिए कुछ प्रकार हैं
- के द्वारा ग्रहण किया गया (होर्मेंडर 1990, p. 37), (स्ट्रिचर्ट्ज़ 2003, pp. 12–13) और (व्लादिमीरोव 2002, p. 3) .
- के द्वारा ग्रहण किया गया (Maz'ya & Poborchi 1997, p. 4) और Maz'ya & Shaposhnikova (2009, p. 44) .
- के द्वारा ग्रहण किया गया (Maz'ja 1985, p. 6) और (Maz'ya 2011, p. 2).
गुण
===एलp,loc सभी p ≥ 1=== के लिए पूर्ण मीट्रिक स्थान है
Theorem 1.[14] Lp,loc पूर्ण मीट्रिक स्थान है: इसकी टोपोलॉजी निम्नलिखित मीट्रिक (गणित) द्वारा उत्पन्न की जा सकती है:
कहाँ {ωk}k≥1 ऐसे गैर खाली खुले समुच्चयों का परिवार है
- ωk ⊂⊂ ωk+1, कारण है कि ωk को कॉम्पैक्ट रूप से सम्मिलित किया गया है ωk+1 अर्थात यह समुच्चय है जिसमें कॉम्पैक्ट क्लोजर को उच्च सूचकांक के समुच्चय में सख्ती से सम्मिलित किया गया है।
- ∪kωk = Ω.
- , के ∈ सेमिनोर्म का अनुक्रमित परिवार है, जिसे इस प्रकार परिभाषित किया गया है
सन्दर्भों में (गिल्बर्ग & ट्रूडिंगर 1998, p. 147) , (Maz'ya & Poborchi 1997, p. 5) , (Maz'ja 1985, p. 6) और (Maz'ya 2011, p. 2), यह प्रमेय बताया गया है किन्तु औपचारिक आधार पर सिद्ध नहीं किया गया है:[15] अधिक सामान्य परिणाम का पूर्ण प्रमाण, जिसमें यह भी सम्मिलित है, पाया जाता है (मीस & वोग्ट 1997, p. 40).
===एलp L का उपस्थान है1,loc सभी p ≥ 1=== के लिए
Theorem 2. हर फलन f से संबंधित Lp(Ω), 1 ≤ p ≤ +∞, कहाँ Ω का खुला उपसमुच्चय है , स्थानीय रूप से एकीकृत है।
प्रमाण । मामला p = 1 तुच्छ है, इसलिए प्रमाण की अगली कड़ी में यह मान लिया गया है 1 < p ≤ +∞. संकेतक वेरिएबल पर विचार करें χK सघन उपसमुच्चय का K का Ω: फिर, के लिए p ≤ +∞,
कहाँ
- q धनात्मक संख्या है जैसे कि 1/p + 1/q = 1 किसी प्रदत्त के लिए 1 ≤ p ≤ +∞
- |K| कॉम्पैक्ट समुच्चय का लेबेस्ग माप है K
फिर किसी के लिए f से संबंधित Lp(Ω), होल्डर की असमानता से, उत्पाद (गणित) fχK एकीकृत कार्य है अर्थात संबंधित है L1(Ω) और
इसलिए
ध्यान दें कि चूँकि निम्नलिखित असमानता सत्य है
प्रमेय कार्यों के लिए भी सत्य है f केवल स्थानीय स्तर के स्थान से संबंधित p-अभिन्न कार्य, इसलिए प्रमेय का तात्पर्य निम्नलिखित परिणाम से भी है।
परिणाम 1. हर फलन में , , स्थानीय रूप से एकीकृत है, i. इ। से संबंधित .
नोट: यदि का खुला उपसमुच्चय है वह भी परिबद्ध है, सीमा में मानक समावेशन होता है जो उपरोक्त समावेशन को देखते हुए समझ में आता है . किन्तु इनमें से पहला कथन सत्य नहीं है यदि परिबद्ध नहीं है; सीमा यह अभी भी सच है किसी के लिए , किन्तु ऐसा नहीं . इसे देखने के लिए, सामान्यतः वेरिएबल पर विचार किया जाता है , जो इसमें है किन्तु अंदर नहीं किसी भी परिमित के लिए .
एल1,loc बिल्कुल निरंतर माप का घनत्व का स्थान है
प्रमेय 3. फलन f पूर्ण निरंतरता का घनत्व वेरिएबल (माप सिद्धांत) है उपायों की पूर्ण निरंतरता यदि और केवल यदि .
इस परिणाम का प्रमाण रेखाचित्र द्वारा दिया गया है (श्वार्ट्ज 1998, p. 18) . अपने कथन को दोबारा दोहराते हुए, यह प्रमेय प्रामाणित करता है कि प्रत्येक स्थानीय रूप से पूर्णांकीय वेरिएबल बिल्कुल निरंतर माप को परिभाषित करता है और इसके विपरीत, प्रत्येक बिल्कुल निरंतर उपाय स्थानीय रूप से पूर्णांकीय वेरिएबल को परिभाषित करता है: यह, अमूर्त माप सिद्धांत ढांचे में, महत्वपूर्ण रेडॉन-निकोडिम प्रमेय का रूप भी है स्टैनिस्लाव साक्स ने अपने ग्रंथ में दिया है।[16]
उदाहरण
- निरंतर कार्य 1 वास्तविक रेखा पर परिभाषित स्थानीय रूप से एकीकृत है किन्तु विश्व स्तर पर एकीकृत नहीं है क्योंकि वास्तविक रेखा में अनंत माप है। अधिक सामान्यतः, स्थिरांक (गणित), निरंतर कार्य[17] और एकीकृत कार्य स्थानीय रूप से एकीकृत होते हैं।[18]
- कार्यक्रम x ∈ (0, 1) के लिए स्थानीय रूप से है किन्तु वैश्विक रूप से (0, 1) पर एकीकृत नहीं है। यह स्थानीय रूप से एकीकृत है क्योंकि किसी भी कॉम्पैक्ट समुच्चय K ⊆ (0, 1) की 0 से धनात्मक दूरी है और f इसलिए K पर घिरा है। यह उदाहरण प्रारंभिक दावे को रेखांकित करता है कि स्थानीय रूप से एकीकृत कार्यों को सीमा के पास विकास की स्थिति की संतुष्टि की आवश्यकता नहीं है परिबद्ध डोमेन.
- कार्यक्रम
- स्थानीय रूप से एकीकृत नहीं है x = 0: यह वास्तव में इस बिंदु के निकट स्थानीय रूप से एकीकृत है क्योंकि इसे सम्मिलित किए बिना प्रत्येक कॉम्पैक्ट समुच्चय पर इसका अभिन्न अंग परिमित है। औपचारिक रूप से बोलते हुए, 1/x ∈ L1,loc( \ 0):[19] चूँकि , इस वेरिएबल को संपूर्ण वितरण तक बढ़ाया जा सकता है कॉची प्रमुख मूल्य के रूप में।[20]
- पिछला उदाहरण प्रश्न उठाता है: क्या प्रत्येक वेरिएबल जो स्थानीय रूप से एकीकृत है Ω ⊊ संपूर्ण के लिए विस्तार स्वीकार करें वितरण के रूप में? उत्तर ऋणात्मक है, और प्रतिउदाहरण निम्नलिखित वेरिएबल द्वारा प्रदान किया गया है:
- किसी भी वितरण को परिभाषित नहीं करता है .[21]
- निम्नलिखित उदाहरण, पिछले उदाहरण के समान, वेरिएबल से संबंधित है L1,loc(\ 0) जो अनियमित विलक्षणता वाले विभेदक ऑपरेटरों के लिए वितरण के सिद्धांत के अनुप्रयोग में प्राथमिक प्रति-उदाहरण के रूप में कार्य करता है:
- कहाँ k1 और k2 समष्टि संख्या हैं, निम्नलिखित प्राथमिक फ़्यूचियन अंतर समीकरण का सामान्य समाधान है | प्रथम क्रम के गैर-फ़ुचियन अंतर समीकरण
- फिर यह समग्र रूप से किसी भी वितरण को परिभाषित नहीं करता है , अगर k1 या k2 शून्य नहीं हैं: ऐसे समीकरण का एकमात्र वितरणात्मक वैश्विक समाधान शून्य वितरण है, और इससे पता चलता है कि, अंतर समीकरणों के सिद्धांत की इस शाखा में, वितरण के सिद्धांत के तरीकों से समान सफलता की उम्मीद नहीं की जा सकती है समान सिद्धांत की अन्य शाखाओं में, विशेष रूप से स्थिर गुणांक वाले रैखिक अंतर समीकरणों के सिद्धांत में।[22]
अनुप्रयोग
स्थानीय रूप से एकीकृत वेरिएबल वितरण (गणित) में प्रमुख भूमिका निभाते हैं और वह वेरिएबल (गणित) और वेरिएबल स्पेस के विभिन्न वर्गों की परिभाषा में होते हैं, जैसे कि बाध्य भिन्नता। इसके अतिरिक्त, वह रेडॉन-निकोडिम प्रमेय में प्रत्येक माप के बिल्कुल निरंतर भाग को चिह्नित करके प्रकट होते हैं।
यह भी देखें
- कॉम्पैक्ट समुच्चय
- वितरण (गणित)
- लेब्सग्यू का घनत्व प्रमेय
- लेब्सेग विभेदन प्रमेय
- लेब्सग इंटीग्रल
- एलपी स्पेस
टिप्पणियाँ
- ↑ According to Gel'fand & Shilov (1964, p. 3) .
- ↑ 2.0 2.1 See for example (Schwartz 1998, p. 18) and (Vladimirov 2002, p. 3).
- ↑ Another slight variant of this definition, chosen by Vladimirov (2002, p. 1), is to require only that K ⋐ Ω (or, using the notation of Gilbarg & Trudinger (2001, p. 9) , K ⊂⊂ Ω), meaning that K is strictly included in Ω i.e. it is a set having compact closure strictly included in the given ambient set.
- ↑ The notion of compactness must obviously be defined on the given abstract measure space.
- ↑ This is the approach developed for example by Cafiero (1959, pp. 285–342) and by Saks (1937, chapter I), without dealing explicitly with the locally integrable case.
- ↑ See for example (Strichartz 2003, pp. 12–13).
- ↑ This approach was praised by Schwartz (1998, pp. 16–17) who remarked also its usefulness, however using Definition 1 to define locally integrable functions.
- ↑ Be noted that Maz'ya and Shaposhnikova define explicitly only the "localized" version of the Sobolev space Wk,p(Ω), nevertheless explicitly asserting that the same method is used to define localized versions of all other Banach spaces used in the cited book: in particular, Lp,loc(Ω) is introduced on page 44.
- ↑ Not to be confused with the Hausdorff distance.
- ↑ 10.0 10.1 See for example (Vladimirov 2002, p. 3) and (Maz'ya & Poborchi 1997, p. 4) .
- ↑ As remarked in the previous section, this is the approach adopted by Maz'ya & Shaposhnikova (2009) , without developing the elementary details.
- ↑ Precisely, they form a vector subspace of L1,loc(Ω): see Corollary 1 to Theorem 2.
- ↑ See for example (Vladimirov 2002, p. 3), where a calligraphic ℒ is used.
- ↑ See (Gilbarg & Trudinger 1998, p. 147) , (Maz'ya & Poborchi 1997, p. 5) for a statement of this results, and also the brief notes in (Maz'ja 1985, p. 6) and (Maz'ya 2011, p. 2).
- ↑ Gilbarg & Trudinger (1998, p. 147) and Maz'ya & Poborchi (1997, p. 5) only sketch very briefly the method of proof, while in (Maz'ja 1985, p. 6) and (Maz'ya 2011, p. 2) it is assumed as a known result, from which the subsequent development starts.
- ↑ According to Saks (1937, p. 36), "If E is a set of finite measure, or, more generally the sum of a sequence of sets of finite measure (μ), then, in order that an additive function of a set (𝔛) on E be absolutely continuous on E, it is necessary and sufficient that this function of a set be the indefinite integral of some integrable function of a point of E". Assuming (μ) to be the Lebesgue measure, the two statements can be seen to be equivalent.
- ↑ See for example (Hörmander 1990, p. 37) .
- ↑ See (Strichartz 2003, p. 12).
- ↑ See (Schwartz 1998, p. 19).
- ↑ See (Vladimirov 2002, pp. 19–21).
- ↑ See (Vladimirov 2002, p. 21).
- ↑ For a brief discussion of this example, see (Schwartz 1998, pp. 131–132).
संदर्भ
- कैफ़ीरो, फेडरिको (1959), मिसुरा और एकीकरण, मोनोग्राफी माटेमाटिचे डेल कंसिग्लियो नाज़ियोनेल डेले रिसरचे (in यह), vol. 5, Roma: एडिज़ियोनी क्रेमोनीज़, pp. VII+451, MR 0215954, Zbl 0171.01503
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: CS1 maint: unrecognized language (link). माप और एकीकरण (जैसा कि शीर्षक का अंग्रेजी अनुवाद पढ़ता है) एकीकरण और माप सिद्धांत पर एक निश्चित मोनोग्राफ है: माप-संबंधित संरचनाओं (मापने योग्य कार्य, मापने योग्य समुच्चय, माप) के विभिन्न प्रकार के अनुक्रमों के अभिन्न अंग के सीमित व्यवहार का उपचार और उनका संयोजन) कुछ सीमा तक निर्णायक है। - जेल'फैंड, I. M.; शिलोव, जी. ई. (1964) [1958], सामान्यीकृत कार्य. वॉल्यूम. मैं: गुण और संचालन, न्यूयॉर्क-लंदन: अकादमिक प्रेस, pp. xviii+423, ISBN 978-0-12-279501-5, MR 0166596, Zbl 0115.33101. यूजीन सालेतन द्वारा मूल 1958 के रूसी संस्करण से अनुवादित, यह सामान्यीकृत कार्यों के सिद्धांत पर एक महत्वपूर्ण मोनोग्राफ है, जो वितरण और विश्लेषणात्मक कार्यात्मकता दोनों से संबंधित है।
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बाहरी संबंध
- रोलैंड, टॉड. रूप से एकीकृत.html "स्थानीय रूप से एकीकृत". MathWorld.
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value (help) - विनोग्रादोवा, I.A. (2001) [1994], "स्थानीय रूप से एकीकृत कार्य", Encyclopedia of Mathematics, EMS Press
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