Мера Хаусдорфа на $N$-мерных многообразиях в $\mathbb R^m$ и $N$-мерные вариации
А. В. Потепун Математико-механический факультет, Ст.-Петербургский государственный университет, Университетский пр., 28, Петергоф, Санкт-Петербург, 198504, Россия
Аннотация:
По известной теореме Жордана кривая в
$\mathbb R^m$, параметризованная непрерывным отображением
$f\colon[a;b]\to\mathbb R^m$ с координатными функциями
$f_1,\dots,f_m$, спрямляема тогда и только тогда, когда вариации всех функций
$f_1,\dots,f_m$ конечны, а для длины кривой выполнены неравенства:
$$
V_{f_i}([a;b])\le l(f([a;b]))\le\sum_{k=1}^mV_{f_k}([a;b]),\quad i=1,\dots,m.
$$
При этом
$l(f([a;b]))=H_1(f([a;b]))$, где
$H_1$ – одномерная мера Хаусдорфа в
$\mathbb R^m$. В данной работе понятие вариации функции одной вещественной переменной на промежутке
$[a;b]$ обобщено на случай непрерывного отображения
$f\colon G\to\mathbb R^n$, где
$G$ открыто в
$\mathbb R^n$, на множестве
$A\subset G$, являющемся объединением не более чем счётного семейства компактов. Пусть
$f\colon G\to\mathbb R^m$, где
$G$ открыто в
$\mathbb R^n$,
$n\le m$,
$f_1,\dots,f_m$ – координатные функции отображения
$f$. Если
$1\le i_1<i_2<\dots<i_n\le m$,
$\alpha=\{i_1,\dots,i_n\}$, то обозначим через
$f_\alpha$ отображение с координатными функциями
$f_{i_1},\dots,f_{i_n}$:
$$
f_\alpha\colon
\begin{cases}
x_{i_1}=f_{i_1}(t_1,\dots,t_n)\\
\dots\dots\dots\dots\dots\dots\\
x_{i_n}=f_{i_n}(t_1,\dots,t_n)
\end{cases}
\quad(t_1,\dots,t_n)\in G.
$$
Основной результат данной работы: если
$f$ – непрерывное инъективное отображение открытого множества
$G\subset\mathbb R^n$ в
$\mathbb R^m$,
$n\le m$, множество
$A\subset G$ является объединением не более чем счётного семейства компактов, то
$$
V_{f_\alpha}(A)\le H_n(f(A)),
$$
где
$V_{f_\alpha}(A)$ – вариация отображения
$f_\alpha$ на множестве
$A$,
$H_n$ –
$n$-мерная мера Хаусдорфа в
$\mathbb R^m$. Библ. – 4 назв.
Ключевые слова:
вариация непрерывного отображения, теорема Жордана, мера Хаусдорфа.
УДК:
517.518.114 Поступило: 04.06.2018