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实变函数期末复习笔记

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Hsinyan
发布2022-08-30 15:27:23
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Chap1 集合

什么叫两个集合对等

A,B是非空集合,且存在双射\phi:A\rightarrow B,称AB对等,记为A\sim B,规定\varnothing \sim \varnothing.

简述 Bernstein 定理

A,B是两个非空集合,如果A对等于B的一个子集,B又对等于A的一个子集,那么A对等于B.

Chap2 点集

简单描述 Cantor 集的构造过程

  1. [0,1]三等分,去掉中间的开区间(\frac{1}{3},\frac{2}{3}),将剩下的两个区间[0,\frac{1}{3},][\frac{2}{3},1],记为E_1
  2. 再把这两个闭区间三等分,去掉中间的开区间(\frac{1}{9},\frac{2}{9})(\frac{7}{9},\frac{8}{9}),剩下2^2个区间,记为E_2
  3. \dots
  4. 当进行到第n次时,得到2^n个长度为3^{-n}的互不相交的区间,去掉了2^{n-1}个区间,记这2^n个区间为E_n
  5. 如此进行下去,就从[0,1]中去掉了可数多个无公共端点的开区间,余下的区间称为 Cantor 三分集

Chap3 测度论

给出外测度的定义

E\in \mathbb{R}^n,E的外测度定义为

m^{\star}(E)=\inf\{\sum_{i=1}^{\infty}|I_i|:\bigcup_{i=1}^{\infty}I_i\supset E\}

其中 I_i 是开区间

可测集的定义

E\mathbb{R}^n中点集,如果对任一点集T,都有

m^{\star}(T)=m^{\star}(T\cap E)+m^{\star}(T\cap E^c)

则称EL可测的,E称为可测集

Chap4 可测函数

给出可测函数的定义

f(x)是定义在可测集E\subset\mathbb{R}^n上的实函数,如果对于任何有限实数aE[f>a]f(x)为定义在

简述 Luzin 定理

f(x)Ea.e.有限的可测函数,则对任意\delta>0F_\delta\subset E,使f(x)F_\delta上是连续函数,且m(E\verb|\|F_\delta)<\delta

Luzin 定理的逆定理

f(x)是可测集E上的函数,则对任意\delta>0F_\delta\subset E,使f(x)F_\delta上连续且m(E\verb|\|F_\delta)<\deltaf(x)Ea.e.有限

Chap5 积分论

Lebegue 积分如何建立

用数学语言分步骤描述,一般可测函数的 Lebegue 积分是怎样通过简单分数的 Lebegue 积分、非负可测函数的 Lebegue 积分建立起来的

TODO

一般可测的 Lebegue 可积的定义

TODO

Levi 定理

E\subset \mathbb{R}^n为可测集,\{f_n\}_{n=1}^{\infty}E上的一列非负可测函数,当x\subset E时,对任一整数nf_n(x)\le f_{n+1}(x),令f(x)=\lim\limits_{n \to \infty}f_n(x)x\in E,则

\lim\limits_{n\to \infty}\int_Ef_n(x)dx=\int_Ef(x)dx

逐项积分定理

E\subset \mathbb{R}^n为可测集,\{f_n\}_{n=1}^{\infty}E上的一列非负可测函数,则 h

\int_E(\sum_{n=1}^{\infty}f_n(x))dx = \sum_{i=1}^{\infty}\int_Ef_n(x)dx

Fatou 引理

E\subset \mathbb{R}^n为可测集,\{f_n\}_{n=1}^{\infty}E上的一列非负可测函数,则

\int_E \varliminf_{n \to \infty}f_n(x)dx \le \varliminf_{n \to \infty}\int_Ef_n(x)dx

Lebegue 控制收敛定理

E\subset \mathbb{R}^n为可测集,\{f_n\}_{n=1}^{\infty}E上的一列非负可测函数,FE上非负L可积函数,如果对于任意正整数n|f_n(x)|\le F(x)a.e.E,且\lim\limits_{n \to \infty}f_n(x)=f(x)a.e.于 E,则

$$ \lim\limits_{n \to \infty}\int_E|f_n(x)-f(x)|dx = 0 \\ \lim\limits_{n \to \infty}\int_E f_n(x)dx=\int_Ef(x)dx $$

Riemann 可积的充要条件

f_n(x)[a,b]上有界,则f(x)[a,b]R可积的充要条件是f(x)[a,b]a.e.连续,即f(x)的不连续点全体成一零测度集。

  • f(x)的下方图形

f(x)E\subset\mathbb{R}^n上的非负函数,则\mathbb{R}^{n+1}中的点集\{(x,z):x\in E, 0\le z \le f(x)\}称为f(x)E上的下方图形,记为G(E,f)

  • 非负可测函数的几何意义定理

f(x)E\subset\mathbb{R}^n上的非负函数,则

$$ f(x)是 E 上可测函数充要条件是 G(E,f)是\mathbb{R}^n 上的非负函数) \\ 当 f(x)在 E 上可测时,\int_Ef(x)dx=mG(E,f) $$

Fubini 定理

f(P)=f(x,y)A\times B \subset \mathbb{R}^{p+q}上可积,则对a.e.x\in Af(x,y)作为y的函数在B上可测,且

\int_{A\times B}f(P)dP = \int_Adx\int_Bf(x,y)dy

Chap6 微分与不定积分

单调递增函数的 Lebegue 定理的三个结论

f(x)[a,b]上的单调增函数,则

1.f(x)在[a,b]

$[a,b]$上有界变差函数的定义

f(x)[a,b]上的有限函数,如果对于[a,b]中的一切分划T,使

\{\sum_{i=1}^n|f(x_i)-f(x_{i-1})|\}

成一有界数集,则f(x)[a,b]上的有界变差函数

有界变差函数的 Jordan 分解定理

[a,b]上的任一有界变差函数f(x)都可以表示成两增函数之差

绝对连续函数的定义

F(x)[a,b]上的有限函数,如果对于任意的\varepsilon>0\delta>0[a,b]中互不相交的任意有限个开区间(a_i,b_i) i=1,2,3\cdots,n,只要

\sum_{i=1}^n(b_i-a_i)<\delta

就有

\sum_{i=1}^n|F(b_i)-F(a_i)|<\varepsilon

F(x)[a,b]上的绝对连续函数

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