實變函式教案ch10附錄介紹

2022-03-01 18:41:27 字數 3036 閱讀 1085

第十章附錄

§10.1. r中lebesgue測度的平移不變性及lebesgue不可測集

定義1.設,.稱為e關於y的平移.

引理1.設,則成立:

(1);   (23).

( 據,10題 ) (證略)

定理1. (測度的平移不變性)  若e可測,則也可測,且.

證:由, 11題知,e可測可測, 且.

zermelo選擇公理.對於集族,若每個,則,可選取元素.

lebesgue不可測集的構造:

,記.結論:(i)且.

(ii)

當.當,可取,則

. 矛盾. .

對上的集族,每個非空,可取,得集合.

下證f是不可測集.

為此,記,.

(iii) 若則.

假設滿足. 從而,且不為0,.

於是,,這樣,包含兩個不同的點和,與f的取法矛盾.

(iv).

顯然,.

,設,則.

由於. 從而.

有了以上準備,易證明f的不可測性.反證法.假設f可測,則也可測,且.但互不相交,故, 即.

是常數,這不可能成立.所以,f 不可測.

§10.2 有界變差函式與絕對連續函式

定義10.2.1. 實函式,的分劃, 記

, 稱為 f 在分劃下對應的變差.

若,則稱為上的有界變差函式,記;

稱為在上的全變差;

稱, 為的全變差函式.

定義10.2.2. 實函式.若對於上任意有限個互不相交的開區間,當時,有,稱為上的絕對連續函式(或全連續函式).

定義10.2.3. 設, 稱 , 為 f 的乙個不定積分.(書上錯)

定理10.2.1. (1) 若,則有; 若使得且,則,且有,.

(2) , .

(3) 若, 則, 且 ,

;,;,,其中分別為在上的界. 說明是乙個線性空間.

(4) 若為上的有界單調函式,則, 且 .

(5) 若, 則與具有相同的左、右連續點.

(6)(jordan分解)若,則存在上的兩個單增函式,滿足.

定理10.2.2.( 以下函式的定義域均為).

(1) 絕對連續函式必為一致連續函式;

(2) 絕對連續函式必為有界變差函式;

(3) 滿足lipschite條件的函式必為絕對連續函式;

(4) l可積函式的不定積分為絕對連續函式,且 ;

(5) 絕對連續函式的線性組合與乘積為絕對連續函式;

(6) 絕對連續函式的全變差函式為絕對連續函式;

(7) 絕對連續函式必可分解為兩個單增的絕對連續函式之差.

引理1. (略).

引理2. r上的有限值單調函式關於可導.

定理10.2.3.設為上的有界單增函式,在的導數不存在的點x 處規定為任一值,則

,且 .

推論.若或絕對連續函式, 則 f 在上存在有限導數. 若在不存在的點處規定為任一值, 則.

引理3. 若為上的絕對連續函式,且, 於, 則為常值函式.

定理10.2.4.(微積分基本定理).

為上的絕對連續函式的充要條件是, 滿足 ; 而且於.

推論.連續函式,對應的有限廣義測度為,則為上的絕對連續函式.

§10.3 riemann-stieltjes 積分

定義10.3.1 設為上的單增函式,對應於的每個分劃,記.設 f 在上的有界實函式,, 分別稱為 f 關於與的 darboux 上、下和,其中,.

記 , .

若,稱之為在上關於的 riemann-stieltjes 積分,並稱在上關於r-s 可積,記為.

定理10.3.1.的充要條件是,,分劃,使得.

定理10.3.2. 若,則;並且,對於,對的任一分劃,,以及在分劃下的任一介點集

(其中), 均有.

定理10.3.3. 設為上的有界單調函式,為上的有界單增連續函式,則.

定理10.3.4.(r-s 積分的基本性質)

(1) 若, 並且

.(2) 若,為常數,則, 並且.

說明是乙個線性空間.

(3) 若,, 則.

(4) 若,則,,並且

.(5) 若,,則, 並且

.(6) 若,為正常數,則, 並且.

定理10.3.5. 設,,,則

(與的復合函式).

定理10.3.6. 若,那麼:

(12),且.

定義10.3.2 設為上的有界函式,為上的有界單增函式.對應於的任一分劃,任取介點集,作和,稱它為關於與的riemann-stieltjes 積分和.

設 a為實常數,若,對於任一分劃以及介點集,只要,就有,則記作.

定理10.3.7. 若與有公共的間斷點,則不存在.

定理10.3.8. (1) 若存在,則,且.

(2) 若 (a),或(b),且在上連續單增,則上式成立.

定義10.3.3,jordan分解.若積分,存在,定義.

[注]在下述兩種情形下,則上述積分必存在:

(a),;

(b),且.

定理10.3.9. 設,滿足上述注的(a) 或(b),為在上的全變差函式,則

.定理10.3.10. 設,,則.(分部積分法)

定理10.3.11. 若,為上有界單增函式, 則滿足

.定理10.3.12. 若在上單調, 且, 則使得

.定理10.3.13. 若,為嚴格增加函式,是的反函式,記則

換元積分法)

定理10.3.14. 若,則,且.

定理10.3.15-10.3.16. 設,,為在上的全變差函式. 定義,,, 那麼:

(1),且;

(2);

;(3) .

定理10.3.17. 設在上有界,為上有界單增函式,則以下三條等價:

(1).

(2) 存在實常數具有下列性質:,存在的乙個分劃,使得對的任一加細及分劃下的任一介點集,有 .

(3),存在的乙個分劃,對於的任一加細,均有.

定理10.3.18. 設,, 在上一致收斂於,則

定理10.3.19. 設,,於,且使得,,那麼,且有.

實變函式論課後答案第五章

第五章第二節習題 1 設,在上可測且幾乎處處有限 證明 在上可積的充要條件是 證明在上可積在上可積,顯然可測 由可測 若,則則從知。反過來,若,則 所以此時,可積,從而可積。證畢2 證明,分別在和上不可積。證明顯然在上連續,從而非負可測。p142 th2 積分不分開區間還是閉區間 所以在上不可積。p...

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