Файл: Лянце В.Э. Интеграл Лебега - Стильтьеса конспект лекций.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 02.08.2024

Просмотров: 70

Скачиваний: 0

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

 

I-ÇIMU C^UO

,ппи x

t £ > .

 

/3.1/

Если o^t L ^ l î ) > : .

' 1-X2.. {bU^ib)

 

 

• ІЦчастно-

сщ^есш.

 

JU. -„изид^имдя^івди^^

 

J )

, то

шіа

3-3fiî2£EJΣy3ï5Ji2. ^ •

 

 

 

 

Доказательство. Если ^ £ L ц (î>)

то

оуществует такая функция

о^, t L H ^

 

, что С^ОО^

C^„l*} '

при X £ Ï)

/си. определение £.1/. 3 силу

/3.1/ инеем" \Çt*Vl ^'q0

(х)

 

при Ы. é 1)

 

, а это озна­

чает,что ^ t L

(. и)

 

. Второе утверждение теоремы вы­

текает

из того,что функция,

равпая на 3)

 

константе,

и. - интегрируема на Î)

/ при условии,

что

СТО < - 3 0 J

см. пример 1.3 /.

 

 

 

 

 

 

 

3.2, Теорема. Если jx.

, тр^тобдя^^нк>

ция^ [\ , задатшмт 1)

, является

^ - JJHj^erpHjjyj-

euoBjja

дУ

1

 

S^'Ç^f1 =

О

 

 

 

 

Лгк азательство. • д - измеримость функции

£ на' *J)

~ вытекает дз того,

что любое подмножество множ

ства

JA- меры нугі

jx - измеримо и имеет

Д- меру,

равную нули. Если

£

- простая функция,

то утверждение

теоремы вытекает непосредственно из /1.5/

/ поскольку в э

равенстве ЗХгС

, а поэтому уиЛВч)=0

/• Для слу­

чая "не простой функции '

 

доказательство получаем пред

ным переходом,

на основании определения 2.4.

 

 

3.2' '

3

а'м'е ч а н и е. Наше определение jx. - интег­

рала предполагает,

что область интегрирования есть непустое

жество".^' дальнейшем мы считаем,

что, по определению, любая

функция

 

jjL - интегрируема по пустому множеству и, что ji -

теграл по пустому множеству от любой функции равен нулю. ивбавляет нас от необходимости делать несущественные оговорк

64


1 î a e

3.3 Теорема. ^ЦійіШ- ^^Ê£î5SHS4^551i jL35iiïîîa

;)та теоремп вытекает непосредственно из примера 1.3 .

S.4 Т е о р е м a. ^інояество І_д (.£>) .$^SS^S3> y. - Hjffej^Hpj_ejwx_jfa î> , е£тд_^шшзйное^тр^

о^'ш?нтедыю^^о^^

ЛJ i ü T e ^ a f i J g M e j C H ^ ^

üiüJIS

• ]ій3^^юд^_бнр_дт^озз^

 

Ь',сли

U

l b )

а

с ç

 

то

 

 

и S c ^ = c 5 H f

г0

ЕСЛИ

{,,c^

CD) ) то Ç ^ 6 L u l u )

Если

{«L^CÜ)

и { і х ^ О

прихбі),

 

то S

> 0 .

 

 

Доказательство получается предельным переходом на основа­

нии леммы 1.7

и определения 2.4. В частности, для доказатель­

ства утвернденип 3°, заметим,

что, в случае когда -Ç (х) О

при Х.е.3)

I и, как видно из доказательства теоремы

4.1, § 2, функции Its,

из 1-.П

С ЗУ)

, равномерно

аппроксимирующие £

на 3

'

і можно строить так,

что $-, M ^ 0

 

при X t Ъ л

= і 1 2. , .... .

3.5Следствие. у - .ЩІТДЩ?8Л__ЯШ^

o ^ L ^ C Î ^

JAи U(nUHHO^iW^

.при x&"DX£ î> I то

65


 

Доказательство - такое ке кал для иростіи функций

/

см.1.8 /.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.0

Следствие. Jigjivi [ & L u

IBÏ

,

то_

 

 

Доказательство - такое не как для простых функции

/

см.1.10 /.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4-, Счетная аддитивность интеграла.

Интеграл $ {ііл.

зависит от меры ^

 

, подынтегральной функции \

и от

области интегрирования _3)

 

. ß предыдущих пунктах мы

научали зависимость

^^4^-*-

 

от £

 

, при фиксиро­

ванных

у»,

и

 

. ü этом, а также в следующем

пункте,

мы будем считать фиксированными д

и

и

иэучать зависимость интеграла

от области

интегрирования J) .

 

Прежде всего отметим,

что непосредственно из

определ

ния 2.1 вытекает следующее

замечание.

 

 

 

 

 

4.1

Замечание. Коли функция -Ç

 

ин­

тегрируема

на 3)

и

А

- произвольное

Д

- измери­

мое подмноаество множества Д)

 

, то -Ç

уч.- интегриру­

ема на А .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.2

1 е о р с м а.Jjj;cTb

А , , А ^ , . . .

- ^акие

nj3na^H^j^ejiep^cej«w

 

 

U- дэме^да;іые^|шод^

что_

 

 

^ Г , A-j

 

Х°Шд_етА«а!5 f

 

/л-JiWTer-

pjipj(eMa_Ha ] )

, jrojma

 

^-^Hwej^mgyi^

 

 

множеств A j

j i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

"

'

 

"

I

;

 

'

.'

О^атно, если ^

 

 

 

 

^»^s^M^M^J^£^^!L^^ii5iSS^S.

*££В32%В!1£5Я ^ - e^i

S

4 /~

 

 

> Jü° {•

h~ интегри-

 

 

 

 

 

A v

-

66

 

 

 

'

 

 


pjjMajia

J)

j^^j^A^ujwejibiio, исполняется /4.1/.(свойство,

выражаемое равенством /4.1/, называется свойстаом^щной

^д^шшюстіі

ja. - интеграла ) .

 

 

 

Л о к а з а т е л і, с т в о. Если Ç

'

- простая

функция,

то иктергплы S^Mf*-

 

11

 

равны

cywi.'.ai.i, соответствующих,

абсолютно

иходшшсн

рядов /см.замеча­

ние 1.3 /

и, .в ;ітом случае, ноше утверждение

иытеісает из счет-

ноі аддитивности мери

у.

и правил арифметических дей-

ствиИ над абсолютно сходящимися рядами

/см. /1.5/ / :

Пусть теперь

^

- произвольная функция,

интегри­

руема на

Д)

 

. Тогда, в силу замечания 4.1, она yU_ин­

тегрируема такЕе

на каждом из множеств А ^

. Зададим произ­

вольное е. > О

 

и обозначим через ' Ç L

такую функцию иа

1_П^Л1>)

, что / см.теорему 4.1, § 2 /.

 

 

 

 

 

/4.2/

Мы имеем

^

 

 

 

Так как

- простая функция, то, по доказанному,

ряд Х^_,Лд £ Ігі/*.

 

сходится / его сумма равна

\ Ufl^M V • Поэтому

, при достаточно большом N

»-MV1

\

'

0 - 67


;

Следовательно, принимая во внимание следствие :..6 и соотно

ние /4.2 /, находим ^

H 4 U / - C ^ H ) £.

/

ѵ1

ибо *~ j - i Л <) '

ù /

'

/

Отсюда,

в силу произвольности

£ "> О

 

, вытекает /4.1/

 

Для доказательства обратного утверждения, обозначим через такую простую функцию, которая уи. - ин­ тегрируема на А; и удовлетворяет условию

Существование такой функции £ легко усмотреть из

теорем

4.1, § 2,

и ее доказательства. Обозначим лалее через | 0 фу

цию, заданную на

 

следущни образом

 

$ 0 ( о =

^ о т 4

ла^ллх я е. А • ,

^ І , . .

/ І А /

Функция

очевидно

является просто!-!

и, поскольку,

по ус

вию ряд

'Ьд^

 

сходится,

то, в силу /4.3/ к

/4.4/, функция (о

/л - интегрируема на Д)

 

ü cawow деле *

Зак как, в

силу /4.Ь/ к /4.4/, 1С і*-И S -Со Сх \ при х. 6 Ъ

то

К" интегрируема на _Т) , что и требовалось дока­

зать.

4.8. 3 а >.; о ч а н и е. йэ, доказанного свойства очетной .

аддитивности вытекает свойство конечной аддитивности. Кыенно,

пусть A,

j

. . . j A [g

- такие

попарно непѳреоѳкающиеся

измеримые множества,

что

Ujrai А^ ^JD

, Тогда если

Ç

^

- интегрируема на 2)

,

то

 

И

Обратно,

если Ç

ІЛ - интегрируемо, на каждой А • , ю

она

- интегрируема на ,і>.

 

Для доказательства достаточно применить теорему 4.2 к

1 Следуя, традициям,

мы считаем, что если

- измеримая

неотрицательная функция

не явля­

ется

w - интегрируемой ка Ъ , то $^ ^ ° ^ = * *° •

 

 

- 69