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一个关于混合锥体积测度的子空间集中不等式

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罗杰, 李晓. 一个关于混合锥体积测度的子空间集中不等式[J]. 西南师范大学学报(自然科学版), 2021, 46(4): 34-37. doi: 10.13718/j.cnki.xsxb.2021.04.008
引用本文: 罗杰, 李晓. 一个关于混合锥体积测度的子空间集中不等式[J]. 西南师范大学学报(自然科学版), 2021, 46(4): 34-37. doi: 10.13718/j.cnki.xsxb.2021.04.008
LUO Jie, LI Xiao. A Subspace Concentration Inequality about the Mixed Cone-Volume Measure[J]. Journal of Southwest China Normal University(Natural Science Edition), 2021, 46(4): 34-37. doi: 10.13718/j.cnki.xsxb.2021.04.008
Citation: LUO Jie, LI Xiao. A Subspace Concentration Inequality about the Mixed Cone-Volume Measure[J]. Journal of Southwest China Normal University(Natural Science Edition), 2021, 46(4): 34-37. doi: 10.13718/j.cnki.xsxb.2021.04.008

一个关于混合锥体积测度的子空间集中不等式

  • 基金项目: 重庆师范大学基金项目(20XLB012)
详细信息
    作者简介:

    罗杰,硕士研究生,主要从理积分几何与凸几何分析的研究 .

    通讯作者: 李晓,博士研究生
  • 中图分类号: O186.5

A Subspace Concentration Inequality about the Mixed Cone-Volume Measure

  • 摘要: 子空间集中不等式是关于测度的一个重要不等式,在凸几何分析中有很多的运用. 本文研究了关于测度的子空间集中不等式,主要利用函数fKξ通过Lipschitz区域中Lipschitz向量场的Gauss-Green散度定理得到了一个关于混合锥体积测度的等式,进而通过这个等式得到了混合锥体积测度的子空间集中不等式.
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  • [1] doi: http://www.ams.org/journals/jams/2013-26-03/S0894-0347-2012-00741-3 BÖRÖCZKY K J, LUTWAK E, YANG D, et al. The Logarithmic Minkowski Problem [J]. J Amer Math Soc, 2013, 26(3): 831-852.
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-07-20
  • 刊出日期:  2021-04-20

一个关于混合锥体积测度的子空间集中不等式

    通讯作者: 李晓,博士研究生
    作者简介: 罗杰,硕士研究生,主要从理积分几何与凸几何分析的研究
  • 1. 西南大学 数学与统计学院,重庆 400715
  • 2. 重庆师范大学 数学科学学院,重庆 401131
基金项目:  重庆师范大学基金项目(20XLB012)

摘要: 子空间集中不等式是关于测度的一个重要不等式,在凸几何分析中有很多的运用. 本文研究了关于测度的子空间集中不等式,主要利用函数fKξ通过Lipschitz区域中Lipschitz向量场的Gauss-Green散度定理得到了一个关于混合锥体积测度的等式,进而通过这个等式得到了混合锥体积测度的子空间集中不等式.

English Abstract

  • 欧氏空间ℝn中具有非空内点的紧凸集称为凸体. 我们记$\mathscr{K}$n为ℝn中所有凸体构成的集合,$\mathscr{K}$on为ℝn中所有以原点为内点的凸体构成的集合,$\mathscr{S}$n-1为(n-1)-维的单位球面,令〈xy〉表示ℝnxy的标准内积.

    μ为单位球面$\mathscr{S}$n-1上有限的正Borel测度,如果对于任意的线性子空间ξ⊆ℝn,有

    则称测度μ满足子空间集中不等式[1].

    ω为单位球面$\mathscr{S}$n-1上的任意Borel子集,则凸体K$\mathscr{K}$on的锥体积测度VK定义为[2]

    其中hK:ℝnR是凸体K的支撑函数,定义为

    S(Ku)表示凸体K的经典表面积测度,υK:∂′K $\mathscr{S}$ n-1表示Gauss映射,∂′K表示边界∂K中仅有一个外单位法向量的点构成的集合,$\mathscr{H}$n-1表示(n-1)-维Hausdorff测度.

    锥体积测度具有直观的几何意义,是研究对数Minkowski问题的重要工具. 文献[1证明了锥体积测度满足子空间集中不等式,关于锥体积测度的其他结论可参见文献[2-10].

    文献[10]引入了混合锥体积测度:设ω为单位球面$\mathscr{S}$ n-1上的任意Borel子集,则凸体K$\mathscr{K}$n和凸体Q$\mathscr{K}$on的混合锥体积测度是单位球面$\mathscr{S}$n-1上的Borel测度,定义为

    其中,当Q=K时,VKQ=VK.

    本文主要在凸体KQ都是原点对称的,且QK是位似的条件下,得到了凸体K和凸体Q的混合锥体积测度满足子空间集中不等式. 当K=Q时,该结论就是文献[1]中的结论.

  • 对于凸体KQ$\mathscr{K}$n,若存在常数t>0与x0∈ℝn,使得Q=x0+tK,则称QK互为位似. int(K)表示K的内点,▽表示梯度.

    假设ξ是在ℝn中的j(1≤jn-1)维子空间,ξξ的正交补空间,当X∈ℝn时,X|ξ表示Xξ上的正交投影集. 函数fKξξ→(0,∞)定义为[2]

    其中,$\mathscr{H}$n-j表示(n-j)-维Hausdorff测度. fKξ是在K|ξ上的log-concave函数并且在K|ξ内部是正值函数.

    性质1[2] (i) fKξ在int(K)|ξ上是连续的,且fKξ在int(K)|ξ的任何紧子集上是Lipschitz的;

    (ii) fKξ在int(K)|ξ上几乎处处可微,也就是说,在int(K)|ξ中存在一个稠密的子集D,且在D上▽fKξ存在.

    引理1[2]K$\mathscr{K}$n,则:

    (i) fKξK|ξ→(0,∞)是上半连续的;

    (ii) 若K$\mathscr{K}$on并且xK|ξ,则$\mathop {\lim }\limits_{m \to \infty } {f_{K, ξ}}\left( {{e^{\frac{{ - 1}}{m}}}x} \right) = {f_{K, ξ}}\left( x \right)$.

    引理2[2]K$\mathscr{K}$n,则∫K|ξ〈▽fKξ(x),xdx存在.

  • 定理1KQ$\mathscr{K}$on,且存在常数t>0与x0∈ℝn,使得Q=x0+tK. 若ξ是在ℝn中的j(1≤jn-1)维子空间,x0=x0|ξ,则

    根据支撑函数的定义可知,若z∈∂K,有

    又因为Q=x0+tK,所以对于任意的u$\mathscr{S}$n-1,有

    f(x)=fKξ(x),g(x)=x0+tx,令F=f(x)g(x):K|ξξ,则F是向量场. 由性质1(i)可得F在int(K)|ξ上的任何一个紧子集上是Lipschitz向量场. 假设m是正整数,则集合${E_m} = {e^{ - \frac{1}{m}}}K\left| {ξ \subset {\mathop{\rm int}} \left( K \right)\left| {ξ} \right.} \right.$是紧的Lipschitz区域.

    文献[11-12]给出了下面关于Lipschitz区域中Lipschitz向量场的Gauss-Green散度定理:

    y∈∂(K|ξ)时,可得${\upsilon _{K\left| \xi \right.}}\left( y \right) = {\upsilon _{{E_m}}}\left( {{e^{ - \frac{1}{m}}}y} \right)$,则

    由引理1(ii)和Lebesgue控制收敛定理,有

    为了计算(7)式,假设M=∂K∩(ξ+∂(K|ξ)),则∂′KMυK-1(ξS n-1)上点的集合是一致的. 若z∈∂′KM,则υK|ξ(z|ξ)=υK(z). 因此

    如果▽f(x)在x∈int(K)|ξ上存在,则

    根据性质1(ii),我们有

    因为∫K|ξf(x)d $\mathscr{H}$j(x)=V(K),故t∫K|ξf(x)d$\mathscr{H}$j(x)=V1(KQ). 通过引理2,我们有

    结合(6),(9),(10)式,定理1得证.

    定理2KQ$\mathscr{K}$onK关于原点对称,且QK是位似的,则混合锥体积测度(4)满足子空间集中不等式.

    因为QK是位似的,所以存在常数t>0与x0∈ℝn,使得Q=x0+tK. 设ξ是在ℝn中的j(1≤jn-1)维子空间,x0=x0|ξ.

    f(x)=fKξ(x),因为K是原点对称的凸体,由Brunn-Minkowski不等式可得函数f(x)在原点达到最大值[2]. 若对于每一个x∈int(K)|ξ,都有▽f(x)存在,则

    因此

    因为K是一个原点对称的凸体,故f(x)是偶函数.

    假设

    因此每一个不为0的部分${a_i}\frac{{\partial f}}{{\partial {x_i}}}\left( {i = 1, 2, \cdots j} \right)$关于xi是奇函数.

    又因K|ξ在子空间ξ中是一个对称的区域,所以

    故可得

    结合定理1和性质1可得

参考文献 (12)

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