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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 02.08.2024

Просмотров: 62

Скачиваний: 0

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

в ^

, a

-

произвольная функция из L^tm (^О •

Кроме

того, пространство

 

обычно обозначают

более кратким символом

 

 

 

12. Интеграл Рииана-Отилмьеоа и Лвбега-Стильтьеея. Пусть

 

- ограниченная неубьшащая функция, заданная в промежуте

Д = \ X. 6ft'V а < X і 4

)•

. Пусть символы f и П

имеют такой не смыол как и в начале п.11, Определим числа •

и

формулами /11.1/І а числа п

и S ^ j

формулами

 

 

совпадающими с /11,2/ в том частном случае, когда <^.(х)5Х . Числа -ISп и G n называются, соответственно, нижней и верхней сумами Дароу-Стилыьѳоа, отвечающий подынтегральной

функции . , интегрирующей функции ^

и разбиению

П

облаоти интегрирования Д

. По ним, танже как и в

п.11, строим нижний и верхний интеграл Дарбучітильтьеса уЙ

 

 

Г

n

 

 

*•»-

^

* Ѵ ^

причем предпол^га-

втоя, что

*

0

при V — * oo ,

ЕСЛИ ^ =

= "э

, то функции

яаанваетоя интегрируемой относи­

тельно функции

Од

 

в промежутке ù

, общее зна­

чение верхнего в нижнего интеграла Дарбу-Стилыьеса обознача­ ется символом

 

^ ^ к і А ^ х :

/ 12.2/

 

а,

 

a называется интегралом Римапа-Стилыьеса функции -f

функцжм

в пределах от си

до (э„ . Окі

••го юявграл /1В.2/ равен интегралу Лебега-Стилътьееа

ІІадмо некоторой меры

и

, при

<\

f H M Ï моііГі справа, '

„'

 

 

 

-

92

 


12.1 Теорем a.

MSSi-^Sîê^iS&SJi^&S^?

а * * < & .

пу_сть

)*. -

 

MëU^$SS=5BBQ^Sj^SS

когортой Oj

MSSSSSÂJSSSS^USSS^S3S&^^S^3^'

/т0 еоть»

х+СП) = 0 ^ 1 X 1 , а «X 4

( см. п.З и п.4, § 1

Ecmjg^^»mxm

,£щшш^»т^інте^^

тьесв. /12.2/,

тр^Іщподя

jRHJiHeTch

yu - JîHTargn^jeiiolJ

Ijn^MejgTKe (ü.+0 ,

= ^ * ft': OL < x

4 & ] _и

S

$wày<.)=

5

 

/08.8/

° -

 

(AV0,<UO)

 

Доказательство* Рассуждаем также как при

доказательстве теоремы

1 1 * 1 , учитывая при этом, Что <х ) ^

 

В случае

когда' ^

непрерывна слева, мы определяем

уо„1

как меру* для которой левой производящей функцией служи*

функция 4t•> o^Ul - о^ 1,0.)

/ то есть, уиД(<Х->0, Х-0)) =

^г^ОЛ- ^ Д

0

^

•*напомн,ш»

что« в 0ИЛУ принятого нами опре­

деления, левая производящая функция должна принимать значение

нуль при X. = OL

. / . В этом случае, вместо /12.8/ имеем

^

fuO

A f t C X Ï a - $

MyU. .

/12.4/

1 3 . Интегрирование

комплеконоіначялі аргяндяИ. Распростра­

ним теорию

JA - интеграла на функции принимайте коивлвко-

ные значения. Если ^ W)

= (^СО + і Кы)

, где ^W) *

 

вецеотвенны,

то ^

навьшаетая yu. - ивмври-

мой /

- интегрируемой / на множестве

Д), , тогда я

 

 

 

98

 

 


только тогда, когда

 

k-

kL- измеримы /

ік. -ин

тегрируѳмы / на Л)

 

^М- - интеграл функции -f-

по

множеству

обозначаем символом

г

и определяем

равенством

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

• Ъ

Ъ

J)

 

 

/13.1/

 

 

 

 

Множество комплекснозиачных

функций,

'и - интегри­

руемых на

, по-прежнему обозначаем через

l — u (_Ь

Это не будет приводить к недоразумениям, так как из сопрово щего текста можно будет заключить о каком именно множестве идет речь.

Предоставляем читателю проверку того, что множество комп леконоаначных функций \~^, [Ъ) является линейным простран­ ством, относительно обычных арифметических операций над функци­

ями и, что

JLU

- интеграл является линейным функционалом

на атом пространстве.

Понятие

у- -

эквивалентности и связанные с ним пред­

ложения очевидным способом переносятся на функции, принимающие

комплексные значения.

 

 

 

 

 

13.1 Т е о р е м а. 1° Если комплекснозначная функция

£

J* "^J52ÏEEÎÏâJl?

' т о э

т и и с в ° и с т в о м

обладает

îajaejBj«Hy*b 1^1 •

 

 

 

 

 

0

 

 

^

a

 

В . Еасн^іомп^юв^^^

 

£

~„i!5i!SPJÜL

на D

, т^^а^являѳтся

jU

-^MrerpHj^eMoJjia']b ,

/13.2/


доказательство.. 1° Рассмотрим произвольное С t ІЙ" . Множество F t Й \ ч. b ï t t ІЛТ) -. U w U c } есть прообраз при отображении открытого круга

Этот открытый круг мы можем представить в Виде счетного объеди­

нении двумерных промежутков, .'іозтому множество

 

 

можно

представить как счетное объединение множеств

F Л

вида

F

A

'^=\xtJ )lV^I): ^(.XJCÛJ-, де

д

- двумерный проме­

 

 

 

 

 

 

 

Г

 

 

 

 

 

 

 

 

жуток. Такое множество F

4

 

равно пересечению

Сз- о H

\ \ { < ) & \ х \

,

^

и Ь

 

- соответственно,

веществен­

ная и мнимая часть функции

 

, а

1 Ах

 

~ такие

одномерные промежутки, что

Д = Л^Х Д г

. Так как по усло­

вию

^

 

и 'К.

 

• ^ -

измеримы на

] )

 

,то множества

 

 

 

 

и

W

^-«измеримы и, следовательно,

 

- изме­

римо

множество Fç_ .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2° Пусть Oy

' и W

 

, соответственно,

вещественная

'и мнимая, члеть функции

 

 

. Так как

 

 

 

 

тЬ из

у.

- интегрируемости уункций

 

и

вытекает

 

 

у.

- интегрируемость функции

 

. Обратное утверждение

вытекает из неравенств \^Оо)4 $

(Уі) , l b 1x1 )

 

.

 

 

 

 

Что касается оценки /13.2/, то для простой

- ин­

тегрируемой функции

£

 

она очевидна: в прежних обозначениях

/см.п.І.Ь/

имеем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Общий случаи получается отсюда предельным переходом.


14. Теорема Фишера - fiiooa. Введем следующее определени

14,1 Определение. Последовательность ^

J t 4

 

je^p^OTC£^ji^ocTpmn3TBe

{Ъ)

к функции f t L^.CI>1

, если

 

 

^

/ Ï-%OO

/14.1/

Такая сходимость иазьшается также ÇXowuMcrjDj^jsH^aegMg Î)

]L_SEë552.u' o^OTHî&EbHo^viejbi

u . Если i L - мера Лебега

/т,е., ^A_ = д

/, то соотношение /14.1/ записывают иногда

в виде

 

 

 

 

e c U o ) .

Последовательность

j-лазывается

^цлд^щадьноа в L^ . CD)

, если

Оледуіжизѳ, весьма важное, предложение называется jTjeoDjj-

14.8 Теорема. ^eSLS^S^SSS^S^SSSi

\ f-» ifva'i i

JL €\-м.(Ѵ),-\>»Ы,..

* - .

„ I (T

Доказательство. Пусть последовательность

\удовлетворяет условиям теоремы. Существует

такая ловраотаюцая последовательность {ѵ ц^и*>

нату­

ральных чисел» что при V " V a

 

96

ä силу следствия 8.й. Из теоремы о монотонной сходимости,

fx' - почти всюду на ряд

имеет конечную сумку. Следовательно, то же самое верно для рпда

с чостными сушами, равными

, u.et,г.,... . Поэтому

U - почти всюду но 1)

существует конечный предел

/

 

 

 

 

іокакем.,

что Ç-

является функцией, существование которой

требуется доказать.

Зададим произвольное £, > О

и обозначим

через

N

такое натуральное число,- что

 

при . Зафиксируем I ?• N ; не осиомнии

леммы Фату /см.п.9/, из последнего неравенства заключаем, что

К - Ц и і ^

Ш

, и

что

 

 

 

<

с , i>N.

/ и . * /

Следовательно,

 

 

, а поэтому такие -f =

= U " ^ c \ v ^ {

6

Lyu CD)' ;

Кроме того, мы инеем

в правой части последнего неравенства,

при большие у і

перове слагаемое является сколь угодно налим, в силу /14.4/,

второе - в силу /14.2/, что и требовалось доказать. .