Impliziert Radon-Nikodym den Riesz-Darstellungssatz?

In Axlers Linear Algebra Done Right haben wir das Theorem

6.42: (Riesz-Darstellungssatz) Angenommen v ist ein endlichdimensionaler innerer Produktraum und ϕ ist ein lineares Funktional an v . Dann gibt es einen eindeutigen Vektor u v so dass

ϕ ( v ) = v , u
für jeden v v

Ich lerne gerade Maßtheorie und bin auf Radon-Nikodym gestoßen

(Radon-Nikodym) Betrachten Sie einen messbaren Raum ( X , M ) auf welchen zwei σ -endlich signierte Maßnahmen μ , v sind so definiert, dass v << μ ( v ist absolut stetig bzgl μ ) dann gibt es ein μ -Integrierbare Funktion F : X R so dass

v ( E ) = E F D μ
für jeden E M und jede andere Funktion G dies zu befriedigen ist gleich F fast überall in Bezug auf μ .

Diese beiden Theoreme scheinen sehr ähnlich zu sein. Ist es möglich, von Radon-Nikodym zu einer Riesz-Vertretung zu gelangen? Das Integral in Radon-Nikodym "wirkt" wie das Skalarprodukt in der Riesz-Darstellung, der Funktion F "agiert" wie der Vektor u in Riesz und das signierte Maß v verhält sich wie das lineare Funktional ϕ .

Ich neige zu der Annahme, dass wir Riesz irgendwie von Radon-Nikodym zurückgewinnen können. Zu Beginn müssten wir irgendwie einen bekommen σ -Algebra, M An v so dass ( v , M ) ist ein messbarer Raum. Das muss ein ganz besonderes sein σ -Algebra damit irgendwie das Integral auf das Skalarprodukt weiter reduziert werden kann v . Wir müssten auch zeigen, dass das lineare Funktional bezüglich des Skalarprodukts absolut stetig ist.

Ist es also möglich, Riesz aus Radon-Nikodym zurückzugewinnen? Wenn das so ist, wie? Wenn nicht, was ist das Problem?

Wenn ϕ ist ein lineares Funktional in L P Ich weiß, dass Ihre Behauptung wahr ist ... definieren λ ( E ) = ϕ ( χ E ) , Wenn ϕ positiv ist, können wir (nachher verallgemeinern) zeigen λ ist ein Maß und wenn die Menge E hat Maß μ ( E ) = 0 als λ ( E ) = 0 Weil ϕ linear ist ... dann verwenden Sie Radon Nikodym und Sie zeigen, dass jedes lineare Funktional von L P Ist ϕ ( F ) = F G D μ für einige G L Q

Antworten (1)

Ich bin mir Ihrer konkreten Behauptung nicht sicher, aber sicherlich gibt es einen Zusammenhang in die "entgegengesetzte" Richtung. Das heißt, eine allgemeine Version des Riesz-Darstellungssatzes wird verwendet, um den Radon-Nikodym-Satz zu beweisen. Siehe „von Neumanns Beweis“ des Radon-Nikodym-Theorems (z. B. Abschnitt 8.1, insbesondere Satz 8.1.3, von Daniel Stroocks „Essentials of Integration Theory for Analysis“, DOI:10.1007/978-1-4614-1135- 2, oder eine übersichtliche Zusammenfassung unter https://blameitontheanalyst.wordpress.com/2010/06/23/von-neumanns-proof-of-radon-nikodym/ ).

Ich denke aber, dass dies eine gute Antwort ist.
Obwohl nicht genau das, wonach ich gesucht habe, ist dies eine sehr gute Antwort. Danke schön.
Haben Sie eine Ahnung, was die ursprüngliche von Neumann-Referenz für diesen Beweis ist?
@aduh Ich denke, es könnte sein: Neumann, JV, 1940. Auf Ringen von Operatoren. III. Annalen der Mathematik , S. 94-161. < doi.org/10.2307/1968823 >. Aber Paywalled, also bin ich mir nicht sicher
@aduh Ok, endlich überprüft, und ja, die ursprüngliche von Neumann-Referenz ist Lemma 3.2.3 von On rings of operators III