这是一个点集拓扑的简单命题:设$D$是一个$n$维胞腔,$f$是定义在$partial D$上,值域是$[0,1]$的连续函数,那么存在一个函数$F: Dlongrightarrow [0,1]$使得$F$限制在$partial D$上是$f$,并且在$mathrm{Int} D$上恒正。
证明:由于$D$是一个$n$维胞腔,存在一个从闭球$ar{mathbb{B} }^n $到$D$的同胚映射$G$使得$G$把边界$mathbb{S}^{n-1} $映到$partial D$,考虑$g=fcircleft. G ight|_{mathbb{S}^{n-1} }$,那么$g$是球面$mathbb{S}^{n-1} $上的一个连续映射,值域为$[0,1]$。考虑球上的调和方程$$leftlbraceegin{array}{ll}Delta u=0,&xinmathbb{B}^n \u(x)=g(x),&xinmathbb{S}^{n-1}end{array} ight. $$其存在唯一的光滑解$u$,从而$u$必为连续函数,且有极值原理,$u$在$mathbb{B}^n $内恒正,则$F=ucirc G^{-1} $即为所求。