Файл: Лянце В.Э. Интеграл Лебега - Стильтьеса конспект лекций.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 02.08.2024
Просмотров: 73
Скачиваний: 0
ство и любое мнонество вида \ ^ 6 |
• ^ |
< с \ |
есть Счет |
||||
ное объединение |
одномерных промежутков. |
|
|
||||
|
1.5 |
3 а м е ч а н ие. Предположим, |
что мера Лебега - |
||||
Стилыьеса fx |
задана на основном |
оѵ-мерном промежутке |
|||||
|
|
|
|
. Пусть fx* |
- мера Лебега - Стилыье |
||
са, являющаяся продолжением меры ул. |
из До |
нулем в |
|||||
R п N |
Д 0 |
/ см.замечание 11.5/. Тогда для того чтобы функ |
|||||
ция |
|
была |
/А. -измеримой, необходимо и достаточно чтобы |
||||
эта функция была |
измеримой. |
|
|
|
|||
|
Это замечание |
позволяет нам, при рассмотрении вопросов, |
|||||
связанных |
с |
fx - |
измеримыми функциями, |
ограничиться случаем |
|||
меры |
JA. |
, заданной на всем пространстве Ій" |
, не ограничи |
||||
ваяпри этом общности. |
|
|
|
1.6Замечание, ^|сли^уьпсция f : DK) ' Ift^ —Hft1
JieSJ^jWBj^jro^^ |
|
|
|
JA она >«.- |
|
|||
измерима. |
|
|
|
|
|
|
|
|
.Действительно, |
если |
непрерывна, |
то множество ^хбй'*': |
|||||
Ç(.iO<t-^ |
открыто в (Pf1 |
, как прообраз открытого в К/ |
мно |
|||||
|
Ç W 6 |
|
|
|
t |
1 |
; |
|
жества |
''• |
< С.^ |
. Следовательномножество ^xelR" |
|||||
•\Ш < С j |
|
является |
и - измеримым* |
|
||||
2. Замкнутости множества измеримых функций относительно |
||||||||
поточечного ^ |
предельного перехода. Пусть |
р. - мера Лебега - |
||||||
Стилыьеса, |
а Д) |
- некоторое |
измеримое множество |
|
||||
в ОТ |
|
|
|
|
|
|
|
|
2.1 |
î е о р е м а. Лу_сть ^ ч і и ^ |
~„5°$J£№Sè~ |
|
|||||
т^льность |
^л-дзмдр_№ых^у^ций: (Rn,~=>№1 |
. Дсли_в каждой |
|
1Если последовательность функций сходится в каздой точке неко торого множества Х> , тоговорят, что эта последователь ность сходятся поточечно на "D
45
точке х é 3D |
S^Jl2SiSA°3SSSSSSS3^tJ!!iS^ |
/!£РДеЛ!!йй/-ІШ§Зйл» |
||
To^yjmum £ |
, |
з^д8Дная^сомн^ениями |
|
|
Д)(Г\#£ ) |
, £ |
t * > = t i / v v i ^ t > 0 |
o ^ a x ê ] ) |
/2.1/ |
|
|
~^ —> со |
|
|
является ,Ь. -_^i3j;iejjHMoH.
Эта теорема - непосредственное следствие следующего
предложения.
2.2 Теорема. J^S^i^SSIS5&S3^J3S?-SS- теорени
Тоіда_^у^|кцди ^ , ^ i - f - |
j |
{ |
являются yu./ 2-, изме2 / - |
Г іжФ W<w £v oO J ' |
W - f w |
,ÇV СО . |
^имыми.
Доказательство. Для произвольного с £ ЙѴ
мы имеем
Следовательно, множество слева - измеримо как очетно
объединение jy- - измеримых множеств. Но это означает, что
ция |
у- |
измерима. Аналогично доказывается |
^,- измери |
|||
мость функции ^ |
. Поскольку |
|
|
|
||
то и функция ' |
является yu. |
- измеримой. Так же. доказы |
||||
ется |
u. - |
измеримость функции |
^ _ |
. ' |
|
-46
3. Простые ФУНКЦИИ. Нам понадобится следующее опреде
ление.
3.1Определение. Функция
ес
называется jjpjjcjroü, если, ее область значении* TL( О ть не более чем счетное множество.
Всюду в далънойшем через и, |
мы будем обозначать неко |
||
торую определенную меру Лебега -'стильтьеса в R41. |
|
||
3.2. Предложение,/ Признак измеримости простой |
|||
функции /. / i j ^ j j o i ^ JITOÖU^££OCT^ |
-Ç ;ІЯ" |
1 |
-^ IR" Дщш |
^- ЛАЙЕВДОЙ i ijÂOOxoj^Mj^^jwc^^
'.^ £ |
мшаествоС Ч і ^ О |
• |
/ прообраз, при отображении |
• .Ç |
, мноиества, состоящего |
из |
одного лишь элемента i j . / было |
ц- измеримым.
|
Доказательство. Ксли 4 |
измерима, то |
|||||||
|
|
|
, как прообраз борельвекого множества \ і|} |
, |
|||||
являетоя |
|
измеримым ынояестзом /см.теорему 1.2/. Обратно, |
|||||||
если для |
каждого |
^e.'ftffl |
множество |
-Ç |
[_ \ |
- из |
|||
меримо, то для каждого вещественного |
с |
множество |
|
||||||
является |
р.- |
измеримым, как счетиое |
объединение ^ - измери |
||||||
мых множеств. |
|
._. |
|
|
|
|
|
||
|
Обозначим через I ' |
L-D) |
множество всех простых |
|
|||||
Y~ |
- измеримых функций Ç '• Ій |
* |
ftV |
, с область» определе |
|||||
ний |
|
|
|
|
/ Напомним, |
что,в силу следствия 1.3, |
|||
r J) |
является |
у. - измеримым множеством /. |
|
||||||
|
3.3 |
Предложение. Если |
|
, то |
|||||
*Ч |
*=- |
|
|
для любого вещественного числа с |
. Если |
||||
ц ^ п ^ |
|
, то ^ + ^ Т і у ъ Г Т Т ^ £ г у C L ) • |
47
e П |
{_"&) , |
Д^у^чши_с^ювами^^ |
заі^у^о^^нос^тель- |
||||||||
HjDjinrj36j3M4ecj<^^ |
|
|
|
|
|
П^(,І)) |
|
||||
ecjrb^jïOTe6pjij|y^^ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Доказате льство. Пусть -f,cjé |
P ^ u l - b J . |
|
||||||||
тогда R |
( 4 + ^ ) = ^ г e f t V : |
|
, |
^ é |
R |
l |
H , |
|
|||
^ j i & ^ l ^ } ^ , откуда вытекает, что множество R. IV |
не |
||||||||||
более чем счетно / поскольку |
|
|
|
не более чем |
|||||||
счѳтны /. Следовательно, функция |
|
является простой. Дал |
|||||||||
если |
зe f t U |
, |
то |
|
|
|
|
|
|
|
|
и, так как по условию множества |
[ |
({i^j) |
•> ^ |
|
I |
L |
1 |
||||
^.-измеримы, |
то, в силу, счетности |
|
, множество |
tV^^j) |
(і г Ѵ |
||||||
|
|
Д - измеримо. Следовательно, |
в силу предложения 3.2, |
||||||||
|
Далее, если -Ç £ П |
(])) |
, ю , |
очевидно, { |
- |
{-Ç £ |
|
||||
ибо и.е'ЙЙ) |
, тогда и только тогда, когда |
|
|
|
|
||||||
|
|
4 |
|
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
причем^)- ' с |
) = г |
1 ^ ь г |
ад Г |
|
|
|
|
||||
является |
- измеримым как объединение двух |
|
JLA. -изме |
римых множеств / одно из которых, возможно, является пустым
Поэтому, |
если f |
Д ^ П . Ц ) ) |
то, f к = г [ ( f +3 |
Доказать остальныеутверждения, содержащиеся в предложе |
|||
нии 3.3, рекомендуем |
самостоятельно. |
|
|
4. Аппроксимация измеримых функций проотыми. Пусть как |
|||
и в предыдущем пункте П^. (.ЗУ) |
обозначает множество прос |
||
тых |
/и. - измеримых функций |
, с областью |
|
|
|
- 48 |
|
определения ІНО ~Х> С Iß .. Легко видеть, что множество
П р. (!)) / будучи замкнутым относительно алгебраических дей
ствии / не замкнуто относительно предельного перехода: предел последовательности простых функций не обязан быть простой ф$Ц~- цией / область значений предельной функции монет иметь мощность континуума /. 1!з теоремы 2.1 вытекает, что продельная функция
для последовательности \\-о \ , -f-J t Проявляется |
^ц.- измери |
|
мой. Естественно поставить вопрос, можно ли любую ц. - измери |
||
мую функцию представить как предел простых Li - |
измеримых |
^ |
функций? / Другими словами, является ли множество простых |
из |
|
меримых функций всюду плотным в множестве всех |
измери |
|
мых функций? /. Ответ па этот вопрос является утвердительным |
даже в том случае, когда предел понимается не в смысле поточеч ной сходимости, а в смысле £амр_мери_ой сходимости.
4.1 Теорем а. Д^я_і$аждой |
u -^j3juepjiM05^yjmn«i |
|||||
Ç : ffi— ^ IR |
( ^с^област^ю^шір^е^елерия ï) ( 4 ) = I) |
^сущест^ |
||||
Bjejr_j^aj<ajMKJCjm^^ |
|
|
дущещх |
|
||
у- - vijMejmmx _фyJШ^ий ( f ^ £ |
{.Ь) ) |
, K^Topj^p^Mpjiep-- |
||||
f |
на .T) . |
|
|
|
|
|
Доказательство. Для каждого натурального -J |
||||||
рассмотрим разбиение пространства |
на |
промежутки |
~~ |
Так как функция V і\- измерима, то -Ç ( Д ^ ) есть измеримое множество / см.следствие 1.4 /. Кроме того, из /4.1/ вытекает, что для каждого натурального V
• 3 > = Г Ч И ' ) = р Г Ч * 1 ѵ > ' |
/4.17 |