Let $\{\Lambda_n=\{\lambda_{1,n},\ldots,\lambda_{d_n,n}\}\}_n$ be a sequence of finite multisets of real numbers such that $d_n\to\infty$ as $n\to\infty$, and let $f:\Omega\subset\mathbb R^d\to\mathbb R$ be a Lebesgue measurable function defined on a domain $\Omega$ with $0<\mu_d(\Omega)<\infty$, where $\mu_d$ is the Lebesgue measure in $\mathbb R^d$. We say that $\{\Lambda_n\}_n$ has an asymptotic distribution described by $f$, and we write $\{\Lambda_n\}_n\sim f$, if \[ \lim_{n\to\infty}\frac1{d_n}\sum_{i=1}^{d_n}F(\lambda_{i,n})=\frac1{\mu_d(\Omega)}\int_\Omega F(f({\boldsymbol x})){\rm d}{\boldsymbol x}\qquad\qquad(*) \] for every continuous function $F$ with bounded support. If $\Lambda_n$ is the spectrum of a matrix $A_n$, we say that $\{A_n\}_n$ has an asymptotic spectral distribution described by $f$ and we write $\{A_n\}_n\sim_\lambda f$. In the case where $d=1$, $\Omega$~is a bounded interval, $\Lambda_n\subseteq f(\Omega)$ for all $n$, and $f$ satisfies suitable conditions, Bogoya, B\"ottcher, Grudsky, and Maximenko proved that the asymptotic distribution (*) implies the uniform convergence to $0$ of the difference between the properly sorted vector $[\lambda_{1,n},\ldots,\lambda_{d_n,n}]$ and the vector of samples $[f(x_{1,n}),\ldots,f(x_{d_n,n})]$, i.e., \[ \lim_{n\to\infty}\,\max_{i=1,\ldots,d_n}|f(x_{i,n})-\lambda_{\tau_n(i),n}|=0, \qquad\qquad(**) \] where $x_{1,n},\ldots,x_{d_n,n}$ is a uniform grid in $\Omega$ and $\tau_n$ is the sorting permutation. We extend this result to the case where $d\ge1$ and $\Omega$ is a Peano--Jordan measurable set (i.e., a bounded set with $\mu_d(\partial\Omega)=0$). See the rest of the abstract in the manuscript.


翻译:设 $\{\Lambda_n=\{\lambda_{1,n},\ldots,\lambda_{d_n,n}\}\}_n$ 为一列实数有限多重集,满足当 $n\to\infty$ 时 $d_n\to\infty$,并设 $f:\Omega\subset\mathbb R^d\to\mathbb R$ 为定义在区域 $\Omega$ 上的 Lebesgue 可测函数,其中 $0<\mu_d(\Omega)<\infty$,$\mu_d$ 为 $\mathbb R^d$ 上的 Lebesgue 测度。若对每个具有紧支撑的连续函数 $F$,有 \[ \lim_{n\to\infty}\frac1{d_n}\sum_{i=1}^{d_n}F(\lambda_{i,n})=\frac1{\mu_d(\Omega)}\int_\Omega F(f({\boldsymbol x})){\rm d}{\boldsymbol x}\qquad\qquad(*) \] 成立,则称 $\{\Lambda_n\}_n$ 具有由 $f$ 描述的渐近分布,记为 $\{\Lambda_n\}_n\sim f$。若 $\Lambda_n$ 为矩阵 $A_n$ 的谱,则称 $\{A_n\}_n$ 具有由 $f$ 描述的渐近谱分布,记为 $\{A_n\}_n\sim_\lambda f$。当 $d=1$,$\Omega$ 为有界区间,对所有 $n$ 有 $\Lambda_n\subseteq f(\Omega)$,且 $f$ 满足适当条件时,Bogoya、Böttcher、Grudsky 和 Maximenko 证明了渐近分布 (*) 蕴含了适当排序后的向量 $[\lambda_{1,n},\ldots,\lambda_{d_n,n}]$ 与采样向量 $[f(x_{1,n}),\ldots,f(x_{d_n,n})]$ 之差的一致收敛于 0,即 \[ \lim_{n\to\infty}\,\max_{i=1,\ldots,d_n}|f(x_{i,n})-\lambda_{\tau_n(i),n}|=0, \qquad\qquad(**) \] 其中 $x_{1,n},\ldots,x_{d_n,n}$ 为 $\Omega$ 上的均匀网格,$\tau_n$ 为排序置换。本文将这一结果推广至 $d\ge1$ 且 $\Omega$ 为 Peano-Jordan 可测集(即满足 $\mu_d(\partial\Omega)=0$ 的有界集)的情形。摘要其余部分见手稿。

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