哈尔测度是不恒等于零的
不变测度,Rn上的
勒贝格测度在
拓扑群上的推广。设G是局部紧豪斯多夫拓扑群,Ω=G,sx(或xs)是群G内的乘法。此时把G上的非零左不变(右不变)测度称为G的左不变(右不变)哈尔测度。这种测度是由哈尔(Haar,A.)于1930年引入的。加法群Rn上哈尔测度即为
勒贝格测度。在交换群的情形,左不变哈尔测度与右不变哈尔测度是相同的,在非交换群的情形,二者未必相同。哈尔测度是建立
群上的
调和分析理论的工具之一。
定义
若
局部紧群G的非零
拉东测度μ同时为
左不变测度,则称μ为左哈尔测度。
若G为紧群,则还需要附加条件μ(G)=1。
性质
任意局部紧群均有左哈尔测度。
设G为局部紧群,μ,ν为G的左哈尔测度。
存在c>0,使得μ=cν。
对G的任意非空开集U,μ(U)>0。
若G为紧群,则μ(G)<∞。
广群的哈尔测度
局部紧广群的哈尔测度为连续
左不变测度族{t纤维=t-1(x)上的测度μx}。
例子
概念介绍
哈尔测度(Haar measure)亦称哈尔积分。定义在拓扑群上的一种积分。从 到C上的正线性函数μ满足μ(f)=μ(gf), g∈G,f∈ ,其中 指G上的具有紧支集的正值连续函数全体。人们约定,称复变量取正值,是指:若z∈R,则z>0。gf的定义为 。
关于
拓扑群的哈尔测度的基本定理是:一个局部紧的豪斯多夫拓扑群上一定存在一个非零的哈尔测度,而且除了差一个正实数因子外,该测度是惟一的,并常用积分符号表达:μ(f)=∫Gf(x)dx。
对任一G上的函数f,若μ(f)<∞,则称f在G上可积。
博雷尔测度
用 表示局部紧豪斯多夫拓扑群,G的所有开子集生成的
σ域叫做博雷尔代数。博雷尔代数的一个元素叫做
博雷尔集。如果g是G的一个元素,S是G的子集,那么我们定义S的左右平移如下:
左平移:
右平移:
博雷尔子集G上的测度μ叫做左平移不变,如果对所有博雷尔子集S属于G和所有g∈G有:
博雷尔子集G上的测度μ叫做右平移不变,如果对所有博雷尔子集S属于G和所有g∈G有:
哈尔定理
一些作者在Baire集上定义了哈尔度量,而不是博雷尔集。这就造成不必要的规律性条件,因为Baire的测度是自动的。Halmos使用了“博雷尔集”这一术语来解释紧集生成的σ环,并在这些概念上定义了哈尔测度。
左哈尔测度满足了所有σ有限博雷尔集的内部正则性条件,但对于所有的博雷尔集来说,它可能不具有内在规律。这个垂直段的紧凑型子集是有限集,点有度量,所以这个垂直段的任何紧凑型子集的度量。但是,使用外部规律性,可以显示出该部分具有无限的度量。
一个左哈尔测量的存在和唯一性(向上缩放)首先被
安德烈·韦伊(Andre Weil)充分证明。韦伊的证明使用了choice的公理,而Henri Cartan提供了一个避免使用的证明。Cartan的证明也同时确立了存在性和独特性。Alfsen在1963年对Cartan的论点进行了简化和完整的描述。在1933年由哈尔展示了对第二可数局部紧群的不变测度的特殊情况。
数理统计中的应用
在数理统计中,哈尔度量用于先验测度,这是紧凑型转换的先验概率。这些先前的措施被用来构建可接受的程序,通过对被Wald的
贝叶斯程序(或贝叶斯程序的限制)的可接受程序的描述进行上诉。例如,对于一个带有位置参数的分布族,一个正确的哈尔度量结果在Pitman估计值中,这是最好的等变量。当左右的哈尔措施不同时,正确的度量通常是优先分配。对于正态分布参数空间的仿射变换,正确的哈尔度量是Jeffreys先验度量。不幸的是,即使是正确的Haar措施有时也会导致无用的先验,不能被推荐用于实际使用,就像其他方法来构造先前的避免主观信息的措施
在统计学中,哈尔度量的另一种用法是条件推理,即统计数据的抽样分布取决于数据的另一个统计数据。在
不变量理论条件推理中,抽样分布是根据一组变换的不变量来进行的(关于定义的哈尔度量)。条件作用的结果有时取决于使用不变量的顺序和最大不变的选择,因此,一个不变性的统计原则不能选择任何唯一的最佳条件统计量(如果存在的话);至少需要另一个原则。
对于非紧凑型人群,统计学家使用amenable群组来扩展哈尔测度结果。
人物简介
Alfred Haar(匈牙利语:Haar Alfred;1933年10月11日,
布达佩斯——1933年3月16日,
塞格德)是一位匈牙利数学家。1904年,他开始在
哥廷根大学学习。他的博士学位受到大卫·希尔伯特的监督。哈尔测量,哈尔小波,和哈尔变换以他的名字命名。1912年至1919年,他在Kolozsvar的弗朗茨约瑟夫大学任教。与Frigyes Riesz一起,他使萨格德大学成为数学中心。他还和Riesz共同创立了《数学学报》。
他于1885年10月11日出生在布达佩斯,父母是IGNá和艾玛·福斯。他于1903毕业于Fasori Evangélikus Gimnázium中学,在那里他是rátz lászló学生。他在布达佩斯开始他的大学学习,后来又转到G读数学和科学。
在中学期间,他与中学学生k zépiskolai Matematikai Lapok的数学期刊合作,并赢得了国家电子电视台öánd数学竞赛。他就读于布达佩斯技术大学,作为化学工程的学生,但同年他搬到
布达佩斯大学,一年后到了中的大学。他的博士研究由希尔伯特毕业于1909年6月。他的49页论文研究了中的函数和球面函数的系统,介绍了目前广泛使用的haar正交系统。同年,他想成为大学的一名私人教授。
1902,中的大学(克鲁日)与Farkas Gyula和Riesz Frigyes一起邀请他成为教授,并成为“Quatitics”教授。后来,他的几篇演讲笔记后来成了书。在将特兰西瓦尼亚割让给罗马尼亚的“中的条约”之后,大学不得不搬到新边界内最接近的城市Szeged,在那里,他与Riesz建立了数学中心,第一个国际公认的匈牙利数学期刊,“学报”,“Scientiarum”。