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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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

V 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

[_ \

- 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

*=-

 

 

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)

г Ѵ

 

 

Д - измеримо. Следовательно,

в силу предложения 3.2,

 

Далее, если £ П

(]))

, ю ,

очевидно, {

-

{-Ç £

 

ибо и'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 ( 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