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
|
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 |
|
|
|
|
|
Л'огк 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^ |
|
|||
1° |
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 ) |
||
3° |
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 |
"О = 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 =Ъ |
• |
|
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 .Ц£ 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 |
|