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Error en la Wikipedia: Nelson de la prueba de Liouville del teorema sólo funciona para delimitada módulo?

En Wikipedia, se indica:

Si $f$ es una armónica de la función definida en todos los de $\mathbb{R}^n$ que está delimitado por encima o acotada por debajo, a continuación, $f$ es constante...Edward Nelson dio una especialmente corta la prueba de este teorema, el uso de la media valor de la propiedad se ha mencionado anteriormente:

Dados dos puntos, elegir dos bolas con los puntos dados como de los centros y de igual radio. Si el radio es lo suficientemente grande, las dos bolas se coincidiendo con la salvedad de una arbitrariamente pequeña proporción de su volumen. Puesto que f es acotada, los promedios de más de las dos bolas son arbitrariamente cerca, y así f asume el mismo valor en cualquiera de los dos puntos.

Pero esto es un error, ¿verdad? Porque Nelson prueba funciona si el armónico de la función es acotada en el módulo, no sólo delimitado por encima o por debajo. Lo que es una forma sencilla de exetend la prueba para el caso de que la función está acotada por arriba o por debajo?

Si tal no existe, ¿dónde puedo encontrar otra prueba de este hecho?

Supongo que una forma (por $n=2$) se podría invocar el análisis complejo, crear $f$ entero tal que $\text{Re}(f)$ es nuestra armónica de la función y, a continuación, la razón sobre los $e^{f}$.

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Alex Miller Puntos 28225

Creo que estás en lo correcto de que el artículo de la Wikipedia la única explicación que realmente funciona al $f$ está delimitado en el módulo; sin embargo, un ligero cambio adapta la prueba para el caso de al $f$ está acotada por arriba o por abajo solamente. La prueba a continuación puede encontrar en la página 45 de la Armónica de la Teoría de la Función por Axler et al., por ejemplo. Me dan otra solución en la parte inferior que funciona cuando la dimensión es igual a $2$.

Supongamos $f$ es armónica en $\mathbb R^n$ y delimitada por encima o por debajo. Mediante la sustitución de $f$ $-f$ si es necesario, podemos asumir que $f$ es limitada y, a continuación, mediante la adición de un adecuado constante, podemos suponer que $f\geq 0$. Está claro que $|f(x) - f(y)|$ está delimitado por la integral de la $f$ sobre la diferencia simétrica de las bolas $B(x,r)$ $B(y,r)$ dividido por el volumen de una bola de radio $r$. Pero debido a que $f$ es no negativa, la integral de $f$ sobre la diferencia simétrica de a $B(x,r)$ $B(y,r)$ está delimitado por la integral de la $f$ sobre el anillo $B(x,r+|x-y|)\setminus B(x,r-|x-y|)$ (esto es más fácil de ver si se dibuja una imagen). Así \begin{align*} |f(x) - f(y)| & \leq {1\over|B(0,r)|}\int_{B(x,r+|x-y|)\setminus B(y,r-|x-y|)}f\\ &= {1\over |B(0,r)|}\int_{B(x,r+|x-y|)}f - {1\over |B(0,r)|}\int_{B(x,r-|x-y|)}f \\[0.2em] & = {(r+|x-y|)^n - (r-|x-y|)^n\over r^n}f(x). \end{align*} La expresión anterior es $O(r^{-1})$, por lo $r\to\infty$ da $f(x) = f(y)$.


He aquí otra prueba de la dimensión $n=2$. De nuevo, supongamos $f\geq0$ es armónico. Para $\epsilon>0$, puesto $f_\epsilon(z) = f(z) + \epsilon\log{|z|}$. Deje $m = \inf{f}$. Ahora $f_\epsilon$ es armónica en $|z|> 1$ y continua en el límite $|z| = 1$. Por otra parte, desde la $f\geq 0$, sabemos que $f_\epsilon(z)\geq \epsilon\log{|z|} \to\infty$$|z|$. Por tanto, para todos $\epsilon>0$, el máximo principio nos dice que $\inf{f_\epsilon}$ es alcanzado en el círculo unidad $|z|=1$. Desde $\log{|z|} = 0$ sobre el círculo, se deduce que este infimum es independiente de $\epsilon$; llamarlo $k$, y tenga en cuenta que $k>m$ porque $f$ alcanza el valor de $k$ a un lugar en el círculo unidad, mientras que $f$ no puede alcanzar a $m$ cualquier lugar en el avión por el principio del máximo. A continuación, para cada una de las $z$$|z|\geq 1$, $f_\epsilon(z)\geq k >m$ todos los $\epsilon$. De ello se sigue haciendo $\epsilon\to0$ que $f(z) \geq k$. Pero si $f(z)\geq k$ siempre $|z|\geq1$, $f(z)\geq k$ $|z| < 1$ así por el principio del máximo. Pero ahora hemos encontrado que los $f(z)\geq k>m$ todos los $z$, contradiciendo la definición de $m$ como el infimum de $f$.

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