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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 02.08.2024

Просмотров: 54

Скачиваний: 0

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

объединение

}-L Х

- измеримых множеств, является

^х_к.^».иі

- измеримым, применяя к этом.у множеству формулу

/2,2/ и принимая во внимание /3.У/ и /3.4/, получаем

что .H требовалось доказать,

4.. Теорома фубИнц.Этот пункт содержит основной резуль

настоящего параграфа - теорему Фуоини. Согласно теореме муо интеграл по произведению yu.( х jj.^ мер х и JU^

можно вычислить последовательный интегрированием, сначала по

 

 

и затем по

Jj.^

 

, а также, - сначала noyj . ^

и затем по

уии,

. Начнем о

определения, которое описывает

функции одной переменной, получаемые из функции двух

пере

заменой одной из переменных на постоянную.

 

 

 

 

4.1. Определение, Пуоть дана произвольная функ-

ция

f

f f f t o - ^ ü V

,

гдеR e = f t , X Üx

 

,

 

W,^

Й '

t R ^ ^ l ï ^

1

. Произвольный элемент

Ій0

 

допускает естественное представление.вида

ï —

Сх ,^.1

і

где

x f e l f t ,

1

^ € І Й Х

 

.В связи

с этим,

значение*

t»>

 

функции

 

 

в точке

г

мы обозначаем

также черев | іч, ^

 

:

-f С а ) =

Ç W, ^ )

- , и, ѣ

аовиовмоотя от обстоятельств,

трактуем {

 

как функцию

одной переменной,

пробегающей

Й0

 

, или, как функцию

двух переменных,

из которых «первая" пробегает IR,

, а

и

н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Х0 6 T\f>,]D(-Ç)

 

іторая -

 

ftj.

 

. Для произвольного

 

черев -С*,'

 

обозначим функцию / одной переменной,

пробе

гающей

 

/, определяемую соотношениями

 

 

 

 

K U * ü w ) < . ,

 

( < . ( ^ т Ч х в

> £ )

 

 

при r

M

j

J сМіОяределевяе 2.1/. Аналогично,

для произвольного ^ 0

é

112


v^0 è лгр^1> (.(-Л

t черед {обозначим функций

/одноіі переменно!;, пробегающей

ft,

/ определяемую сооіношв-

ниями: М Р ' Л * " Ш ) ) * , P 4 * i = U * . * > )

п р и .

х . - З ^ Ц 4 ^

пункции . f ^

и £

называются

сечениями уункцин f

, отвечающими, соответственно, зна­

чению х„

первой перииоииоИ и значения

второй

переменной.

 

 

 

 

 

 

Например,

если

тт., =:тх^з 4 ,

£ix,jj.)^aX

, *<> = 3_ ,

Сформуліруем теорему фубини.

4.2 Че о р е и а. Пусть

 

 

 

и -

U у U

 

/ 4 , 1 /

 

где

yu.,

- }>SSiJiS^SLZ^^^iSSSJ

 

Iftt ~ Ift 1

,

_â, u.t'

- «е^а^Лебега^Сдйлиьесз^ в^^-Й"1*-

,

 

Пусть

=

X

Ш г

іі^цота { : R e — > С

- про,-

 

И^ВМЫШЯ^УЗК^ШІ

 

Д . -JHIMrjHjpjjeM^H^^

 

 

жестве 13 С ІЙ^

»

JE°£5§L

 

 

 

 

А|/ Для всех X. €, oo.pi 7)

, aajigKÄ^MaHjiejMjraoae^

 

•ЕВДеыйЦи? Т)х

 

'

' ,•

 

 

 

А2/ Для всех

6 ^ра.!^

'•, а^а исклотетаем^с^іеояа

 

/*т. ~ JtSEJiJïïïï* JîSïïSM? "f ^

двляется

ул — jtS^erjpj-

 

 

>Бі/ І!Х55ШІЯ

ï з^даниая^раве^мОм

 

 

-113'


yu». - почти всюду на jmoaecrae ^р^І) тегрируепі на этой множестве.

В/ Имеют место равенства

S « ^ " S М л = S M / *•1- )

-151ьА^°Д??Л10ДР.0^ных обозначениях,

пишется ,Ц.ц_- Шг

A.г/

Доказательство. Предположим, сначала,что

^ t a l > О "Р"

-

Тогда, в силу предложения З.г

 

 

/4.4/

/ ом.оьределение 3.1/, где

J*.M - мера Лебега в .

Поскольку произведение мер ассоциативно,

то, в силу /4.1/,

• f. X ^ J L U \ = yU( X

X

/4.5/

Йовтому, применяя предложение іі.к, находны,

что за исключе

некоторого множества точек х t

(,î> • О

сечение (D'

- 114

 

 

является j x x

X ^кх.

- измеримым подмножеством простран­

ства l U ^ X W

, а функция i f , определяемая соотно­

шением

 

 

 

 

 

 

/4.6/

jx, - почти всюду на множестве <пр( CD*f )

является

ц, - интегрируемой на этом множестве и •

 

ИЛИ, в силу /4.4/ и /4.5/,

поскольку, как нетрудно видеть, ^vpt

* -f V—- огхр^З^ /см.рио.Ч

Применим теперь предложение ü.£ к правой части равенства

/4.6/ / для произвольного фиксированного X , для которого

=

это равенство выполняется /. Легко видеть, что (D'/f )tx,ij . l

= 3 > U . y = l u * R * !

 

/см.рие. в,/ -

Так как

V І>

t1*'^1 ~

« 'о»в °«ЯУ предложения

а.Е, функция j x

является

^i„_- интегрируемой на J)H * •

 

 

 

/4.8/

1

J)^

есть проекция на

инбжботва ( î ) ' 0 , " /«*•

 

рис. 4,5

/-•

 

 

 

115

 


Отсюда вытекает утверждение А^/ Подставляя /4.8/ в /4*6/, видим, что ц> = F,

и, следовательно,

 

доказано предложе­

 

ние B j / . Наконец,

 

принимая ѳце во

 

внимание Д,7/, при­

Рис.4.

 

ходим к первому из

 

равенств /4.и/. Ана­

 

логично доказываем

 

Предложения А2/ и Eg/

 

ж второе равенство /4,к/.

 

Случай функции, при-

 

нямамея произвольные ве­

 

щественные значения .сводит­

 

ся к предыдущему с помссьо

 

представления f = f+ - { " .где

 

т

£

приплывет лииь неотрицательные значения. Пос­

кольку комплексиоаначная

. '

ЦА - интегрируемая функция ( Ç

предотавжма в виде Ç &

4-

i f

где f i . и f i

вещеотвемяовначнн

h:

интегрируемы, то теорема верна

в общеЫ охучаа.

 

 

 

 


Ь, Условие, при котором из существования ПОЗОРНОГО ин­

теграла вытекает существование кратного; Ьсям мера jx, явля­

ется произведепиеы некоторых мер LLX

, LL^

Я жедатеяів»

подчеркнуть это обстоятельство, то

~ л,авт1>ах инв'

Kjiaîuuu. Например, первый член двойного равенства /4.3/ являет­ ся кратным интегралом, йтороі и третий член этого двойного ра­ венства называют обычно повторными интегралами, таким образом, основное содержание теоремы фуоипи заключается в том, что слюствованиѳ кратного интеграла влечет

H j K j n i T ^ r p a ^ B j ^ ^ Следует иметь

ввиду, что обратпое утверждение неверно, то ест» « на существо­ вания повторных интегрэлов существование кратного интеграла, вообще говоря не вытекает.

5.1. И р и мер. Мы .имеец

 

однако, обозначая 3) - Ѵ

А*" ; 0* * 4

1 , 0* ^ M }

находим

 

 

 

 

j

Другой примврг

пусть при V - 4 , I i - "

'

при £ < х < - ^ . _

«. ^ < > < р г .

 

Ш Л

при ±<*<і,

*

 

 

для остальных значений

С* ") .

Тогда

 

 

 

 

 

-I