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...
實變函式第二章習題解答
第二章習題參考解答 1 證明 有理數全體是中可測集,且測度為0.證 1 先證單點集的測度為0.令.因為,為開區間 故.所以可測且.2 再證 中全體有理數全體測度為0.設是中全體有理數,令.則是兩兩不相交的可測集列,由可測的可加性有 法二 設,令,其中是預先給定的與無關的正常數,則 由得任意性,2.證...
實變函式第四章習題解答
第四章習題參考解答 1 設是上的可積函式,如果對於上的任意可測子集,有,試證 證明 因為,而,由已知,又因為,所以,故,從而 即,2.設,都是上的非負可測函式,並且對任意常數,都有 試證 從而,證明 我們證,是同乙個簡單函式序列的極限函式.及,令,並且 則是互不相交的可測集,並且,定義簡單函式 下面...