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支撐集

鎖定
數學中,一個定義在集合X上的實值函數f的支撐集,或簡稱支集,是指X的一個子集,滿足f恰好在這個子集上非0。最常見的情形是, X是一個拓撲空間,比如實數軸等等,而函數f在此拓撲下連續。此時, f的支撐集被定義為這樣一個閉集 C: f在 X\ C中為0,且不存在C的真閉子集也滿足這個條件,即,C是所有這樣的子集中最小的一個。拓撲意義上的支撐集是點集意義下支撐集的閉包
特別地,在概率論中,一個概率分佈隨機變量的所有可能值組成的集合的閉包。
中文名
支撐集
外文名
support set
所屬學科
一般拓撲學
別    名
支持集
含    義
定義在集合X上的實值函數f支撐集

支撐集定義

設f為拓撲空間X上的復值函數,{x∈X:f(x)≠0}的閉包稱為f的支撐集,記為supp f。 [3] 

支撐集概率論

特別地,在概率論中,一個概率分佈的支撐集是隨機變量的所有可能值組成的集合的閉包。

支撐集緊支撐

一個函數被稱為是緊支撐於空間X的,如果這個函數的支撐集是X中的一個緊集。例如,若 X是實數軸,那麼所有在無窮遠處消失的函數都是緊支撐的。事實上,這是函數必須在有界集外為0的一個特例。在好的情形下,緊支撐的函數所構成的集合,在所有在無窮遠處消失的函數構成的集合中,是稠密集的,當然在給定的具體問題中,這一點可能需要相當的工作才能驗證。例如對於任何給定的
,一個定義在實數軸X上的函數f在無窮遠處消失,可以粗略通過選取一個緊子集 C來描述: [1] 
其中
表示 C的指示函數
注意,任何定義在緊空間上的函數都是緊支撐的。
當然也可以更一般地,將支撐集的概念推廣到分佈,比如狄拉克函數:定義在直線上的
。此時,我們考慮一個測試函數F,並且 F是光滑的,其支撐集不包括 0。由於
(即
作用於F)為 0,所以我們説
支撐集
。注意實數軸上的測度(包括概率測度)都是分佈的特殊情況,所以我們也可以定義一個測度支撐集

支撐集奇支集

傅立葉分析的研究中,一個分佈的奇支集奇異支集有非常重要的意義。 直觀地説,這個集合的元素都是所謂的奇異點,即使得這個分佈不能局部地看作一個函數的點。
例如,單位階躍函數傅立葉變換,在忽略常數因子的情況下,可以被認為是1/x,但這在x=0時是不成立的。所以很明顯地,x=0是一個特殊的點,更準確地説,這個分佈的傅立葉變換的奇支集
,即對於一個支撐集包括0的測試函數而言,這個分佈的作用效果不能表示為某個函數的作用。當然這個分佈可以表示為一個柯西主值意義下的瑕積分
對於多變量的分佈,奇支集也可以更精確地被描述為波前集,從而可以利用數學分析來理解惠更斯原理。奇支集也可以用來研究分佈理論中的特殊現象,如在試圖將分佈'相乘'時候導致的問題(狄拉克函數的平方是不存在的,因為兩個相乘的分佈的奇支集必須不相交)。

支撐集支撐族

支撐族是一個抽象的拓撲概念,昂利·嘉當在一個中定義了這個概念。在將龐加萊對偶推廣到非緊的流形上的時候,在對偶的一個方面上引入緊支撐的概念是自然的。 [2] 
Bredon的書《Sheaf Theory》(第二版 1997)中給出了這些定義。X的一組閉子集
是一個支撐族,如果它是下閉的並且它的有限並也是閉的。它的擴張
的並。一個仿緊化(paracompactifying)的支撐族對於任何
,在子空間拓撲意義下是一個仿緊空間,並且存在一些
是一個鄰域。如果X是一個局部緊空間,並且是豪斯多夫空間,所有的緊子集組成的族滿足上的條件,那麼就是仿緊化的。
參考資料
  • 1.    江湧. 一種新的緊支撐小波的構造及性質初探[J]. 振動與衝擊, 2004, 23(3): 64-66.
  • 2.    梁基華, 蔣繼光, 拓撲學, 等. 拓撲學基礎[J]. 2005.
  • 3.    John N. McDonald, Neil A. Weiss.實分析教程 第2版:Elsevier,2013