《实变函数》作业

发布 2022-06-29 02:16:28 阅读 8112

一.判断题。

1. 可测的充要条件是可测。

2.所有无理数构成的集合是可数集。

3.如果在上单调减少,则在上可测。

4.直线上任意非空开集均可表示为至多可数个两两不交的开区间的并。

5.若是不可数集,则。

6.若函数在上黎曼可积,则至多有可数个间断点。

7.可数集合的任意并是可数集合。

8.中既开且闭的集只有空集与。

9.如果函数是上的单调函数,则在上是黎曼可积。

10.若,则是可测集。

11.定义上的狄利克雷函数。

在上几乎处处连续。

12.集合上的常值函数必可积。

13、区间[0,1]是一个可数集合。

14、有界可测集合上的连续函数一定是可测函数。

15、rieman可积函数一定是lebegus可积函数。

16、[0,1]上的无理数是一个可数集合。

17、有界可测集合上的连续函数一定是可测函数。

18、有界区间上rieman可积函数一定是lebegus可积函数。

二.1.证明:

2.试找出使和之间一一对应的一种方法。

解:令,做,使得。

其它处, 3.试列出使集合和一一对应的方法。

令表示(0,1)上的全体有理数,则是[0,1]上的全体有理数,且有。

如下定义一个函数。

则这是满足条件的一一对应。

4证明:证明:

三.证明题。

1. 设是上几乎处处有限的可测函数列,,而几乎处处收敛于有限函数,则对任意的,存在常数与可测集,,使在上,对一切,有。

2. 设是上的实值连续函数,证明:,集合是闭集。

证明:证明是开集,事实上,对任意,则,由连续函数的局部保号性,存在,使得对一切的,有,即,所以x是内点,从而是开集。

3. 设在可积,则对任何,必存在上的连续函数,使得。

4. 设在上,且几乎处处于上成立, 试证在上几乎处处成立。

证明:利用黎次定理,由在上,得到存在子列使得几乎处处成立,在利用控制性,所以在上几乎处处成立。

5. 设是的个可测子集,假定中的任一点至少属于这个集合中的个,证明:必有一个集,它的测度不小于。

证明:设是的特征函数,。由题设知,在上,。因此,令,则有 ,从而,即为所求。

6.设在cantor集上定义函数,而在的余集中长为的构成区间上定义。试证在上可积,并求出积分值。

证明:f(x)是非负可测函数,因而积分确定,只要证明积分有限即可。设是的余集中长为的构成区间之并,则,因此,所以可积,且积分值为3。

7. 设在上,且几乎处处成立, 则几乎处处有收敛于。

证明因为,则存在,使在上收敛到。设是不收敛到的点集。,则。因此。在上,收敛到, 且是单调的。因此收敛到(单调序列的子列收敛,则序列本身收敛到同一极限)。

即除去一个零集外,收敛于,就是 收敛到。

8. 试从,,证明。

证明:在时,,由l逐项积分定理,另一方面。

因此可得:9. 证明:

证明:设于是。

(1)是上的可测函数列;

(3)当时,;从而。

现令。则因此f(t)可积。

所以。10. 设,在上可积。如果对于任何有界可测函数,都有。

证明:在上几乎处处成立。

证明:取,则有所以在上几乎处处成立,从而在上几乎处处成立。

11. 设为上非负可积函数列,若。

证明:。12. 证明:

证明:由于当。

证毕。13.设是直线上的一个有界集合,,则对任意小于的正数,存在的子集,使得。

证明:设,则。令,则是上的连续函数。

事实上,当, 且时,于是当时,即是右连续的。类似的方法可证明时,,所以是[a,b]上的连续函数。

又因为 因此对任意正数c,,存在使。即。令。则。

14设为全集,证明:

证明:对任意的,有当且仅当不属于所有的

当且仅当属于所有的,当且仅当,所以,。

15设是上的实值连续函数,证明对任意的常数,集合。

是一个闭集。

证明:任取属于,则存在一个数列,且满足,因为。

所以有。从而属于,即是一个闭集。

16设是一些互不交的可测集,,证明:

证明:因为是一些互不交的可测集,所以。

17设是上的实值连续函数,证明对任意的常数,集合。

是一个开集。

证明:任取属于,则存在一个数列,且满足,因为。所以有。

从而属于,即是一个闭集,而又因为。

所以是一个开集。

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