มาตรการผลักดันไปข้างหน้า
ในทฤษฎีการวัดการวัดแบบส่งต่อ (หรือที่รู้จักกันในชื่อ การวัด แบบส่งต่อการวัดแบบภาพ ) ได้มาจากการถ่ายโอน ("ส่งต่อ") การวัดจากปริภูมิที่วัดได้ หนึ่ง ไปยังอีกปริภูมิหนึ่งโดยใช้ฟังก์ชันที่วัดได้
คำนิยาม
เมื่อพิจารณาพื้นที่ที่สามารถวัดได้และฟังก์ชันที่วัดได้และการวัดการผลักดันไปข้างหน้าของโดยถูกกำหนดให้เป็นการวัดมอบให้โดย
- สำหรับ
คำจำกัดความนี้ใช้ได้กับมาตรวัดแบบมีเครื่องหมายหรือแบบซับซ้อน โดยอนุโลม มาตรวัดแบบพุชฟอร์เวิร์ดยังแสดงด้วยสัญลักษณ์ อีกด้วย,,, หรือ.
คุณสมบัติ
สูตรการเปลี่ยนตัวแปร
ทฤษฎีบท: [ 1 ]ฟังก์ชันที่วัดได้gบนX สามารถอินทิเกรตได้เมื่อเทียบกับการวัดแบบพุชฟอร์เวิร์ดf ( μ ) ก็ต่อเมื่อการประกอบสามารถหาปริพันธ์ได้โดยเทียบกับมาตรวัดμในกรณีนั้น ปริพันธ์จะตรงกัน กล่าวคือ
โปรดสังเกตว่าในสูตรก่อนหน้านี้.
ฟังก์ชันการทำงาน
การผลักดันมาตรการต่างๆ ช่วยให้สามารถเหนี่ยวนำฟังก์ชันระหว่างพื้นที่ที่วัดได้ฟังก์ชันระหว่างปริภูมิของการวัดเช่นเดียวกับการแมปแบบเหนี่ยวนำหลายๆ แบบ โครงสร้างนี้มีโครงสร้างเป็นฟังก์ชันบนหมวดหมู่ของปริภูมิที่วัดได้
สำหรับกรณีพิเศษของการวัดความน่าจะเป็นคุณสมบัตินี้เทียบเท่ากับความเป็นฟังก์ชันของ โมนา ดGiry
ตัวอย่างและการประยุกต์ใช้
- ถ้าเป็นปริภูมิความน่าจะเป็นเป็นพื้นที่ที่สามารถวัดได้และเป็นตัวแปรสุ่มที่มีค่าเป็น - จากนั้นการแจกแจงความน่าจะเป็นของคือมาตรการผลักดันไปข้างหน้าของโดยบน.
- มาตรวัดเลเบสแบบธรรมชาติบนวงกลมหน่วยS 1 (ในที่นี้ถือว่าเป็นเซตย่อยของระนาบเชิงซ้อนC ) สามารถกำหนดได้โดยใช้การสร้างแบบผลักไปข้างหน้าและมาตรวัดเลเบสλบนเส้นจำนวนจริงRให้λแทนการจำกัดมาตรวัดเลเบสในช่วง [0, 2π ) และให้f : [0, 2π ) → S 1เป็นฟังก์ชันหนึ่งต่อหนึ่งทั่วถึงแบบธรรมชาติที่กำหนดโดยf ( t ) = exp ( it ) มาตรวัดเลเบสแบบธรรมชาติบนS 1 ก็คือมาตรวัดแบบผลักไปข้างหน้าf ( λ ) มาตรวัดf ( λ ) อาจเรียกว่า " มาตรวัด ความยาวส่วนโค้ง " หรือ "มาตรวัดมุม" ก็ได้ เนื่องจาก มาตรวัด f ( λ ) ของส่วนโค้งในS 1คือความยาวส่วนโค้ง (หรือเทียบเท่ากับมุมที่ส่วนโค้งนั้นรองรับที่จุดศูนย์กลางของวงกลม)
- ตัวอย่างก่อนหน้านี้สามารถขยายได้อย่างดีเพื่อให้ได้ "มาตรวัดเลเบส" ที่เป็นธรรมชาติบนทอรัสnมิติT nตัวอย่างก่อนหน้านี้เป็นกรณีพิเศษ เนื่องจากS 1 = T 1มาตรวัดเลเบสบนT n นี้ เมื่อพิจารณาถึงการทำให้เป็นมาตรฐานแล้ว ก็คือมาตรวัดฮาร์สำหรับกลุ่มลีที่กระชับและเชื่อมต่อกันT n
- การวัดแบบเกาส์เซียนบนปริภูมิเวกเตอร์มิติอนันต์ถูกกำหนดโดยใช้การผลักดันไปข้างหน้าและการวัดแบบเกาส์เซียนมาตรฐานบนเส้นจำนวนจริง: การวัดแบบบอเรลγบนปริภูมิบานาคที่แยกได้Xเรียกว่า การวัด แบบเกาส์เซียนถ้าการผลักดันไปข้างหน้าของγ โดย ฟังก์ชันเชิงเส้นที่ไม่เป็นศูนย์ใดๆในปริภูมิคู่ต่อเนื่องไปยังXเป็นการวัดแบบเกาส์เซียนบนR
- พิจารณาฟังก์ชันที่วัดได้f : X → Xและการประกอบฟังก์ชันของfกับตัวมันเองnครั้ง:
- ฟังก์ชันที่ทำซ้ำนี้ก่อให้เกิดระบบพลวัตในการศึกษาระบบดังกล่าว มักมีความสนใจที่จะหาค่าμบนXที่ฟังก์ชันfไม่เปลี่ยนแปลง ซึ่งเรียกว่าค่าคงที่ (invariant measure ) กล่าวคือ ค่าที่f ( μ ) = μ
- นอกจากนี้ยังสามารถพิจารณามาตรวัดกึ่งไม่เปลี่ยนแปลงสำหรับระบบพลวัตดังกล่าวได้: มาตรวัดบนเรียกว่ากึ่งไม่เปลี่ยนแปลงภายใต้หากการผลักดันไปข้างหน้าของโดยเป็นเพียงค่าที่เทียบเท่ากับค่าμ เดิม ไม่จำเป็นต้องเท่ากับค่า μ เดิมเสมอไป คู่ของค่าต่างๆบนพื้นที่เดียวกันจะเทียบเท่ากันก็ต่อเมื่อ :\ \mu (A)=0\iff \nu (A)=0} ดังนั้นมีลักษณะกึ่งไม่เปลี่ยนแปลงภายใต้ถ้า :\ \mu (A)=0\iff f_{*}\mu (A)=\mu {\big (}f^{-1}(A){\big )}=0}
- การแจกแจงความน่าจะเป็นตามธรรมชาติหลายอย่าง เช่นการแจกแจงไคสามารถได้มาจากการสร้างแบบนี้
- ตัวแปรสุ่มก่อให้เกิดมาตรวัดแบบส่งต่อ (pushforward measures) โดยจะแมปพื้นที่ความน่าจะเป็นไปยังพื้นที่โคโดเมน (codomain space) และมอบมาตรวัดความน่าจะเป็นที่กำหนดโดยมาตรวัดแบบส่งต่อให้กับพื้นที่นั้น ยิ่งไปกว่านั้น เนื่องจากตัวแปรสุ่มเป็นฟังก์ชัน (และดังนั้นจึงเป็นฟังก์ชันสมบูรณ์) ภาพผกผันของโคโดเมนทั้งหมดจึงเป็นโดเมนทั้งหมด และมาตรวัดของโดเมนทั้งหมดคือ 1 ดังนั้นมาตรวัดของโคโดเมนทั้งหมดจึงเป็น 1 นี่หมายความว่าตัวแปรสุ่มสามารถประกอบกันได้เรื่อยๆอย่างไม่มีที่สิ้นสุดและพวกมันจะยังคงเป็นตัวแปรสุ่มและมอบมาตรวัดความน่าจะเป็นให้กับพื้นที่โคโดเมนเสมอ
การสรุปโดยทั่วไป
โดยทั่วไปฟังก์ชันที่วัดได้ ใดๆ ก็ สามารถส่งต่อได้ การส่งต่อนี้จะกลายเป็นตัวดำเนินการเชิงเส้นซึ่งเรียกว่าตัวดำเนินการถ่ายโอนหรือตัวดำเนินการฟรอเบนิอุส-เพอร์รอนในปริภูมิจำกัด ตัวดำเนินการนี้มักจะตรงตามข้อกำหนดของทฤษฎีบทฟรอเบนิอุส-เพอร์รอนและค่าลักษณะเฉพาะสูงสุดของตัวดำเนินการจะสอดคล้องกับการวัดที่ไม่เปลี่ยนแปลง
ตัวผกผันของตัวผลักดันไปข้างหน้าคือตัวดึงกลับในฐานะตัวดำเนินการบนปริภูมิของฟังก์ชันบนปริภูมิที่วัดได้ มันคือตัวดำเนินการประกอบหรือตัวดำเนินการคูปแมน
ดูเพิ่มเติม
หมายเหตุ
- ↑ทฤษฎีบท 3.6.1 ใน Bogachev 2007