当前位置:文档之家› 实变函数证明题大全(期末复习)

实变函数证明题大全(期末复习)

证明:因为 ,所以,对任意 ,有


又由 ( )得, 。所以,
,即 ( )。
12、证明: 上的连续函数必为可测函数。
证明:设 是 上的连续函数,由连续函数的局部保号性,对任意实数 , 是开集,从而是可测集。所以, 是 上的可测函数。
13、证明: 上的单调函数必为可测函数。
证明:不妨设 是 上的单调递增函数,对任意实数 ,记 ,由单调函数的特点得,当 时, ,显然是可测集;当 时, ,也显然是可测集。故 是 上的可测函数。
现将 等分,记分点为 ,使得每一等份的长度小于 。易得 ,即 是 上的有界变差函数。又 ,
所以, ,即 是 上的有界变差函数。
20、若 是 上的有界变差函数,则
(1)全变差函数 是 上的递增函数;
(2) 也是 上的递增函数。
证明:(1)对任意 , ,注意到 ,有

即 是 上的递增函数。
(2)对任意 , ,注意到 ,有
证明:记 ,由于 在 上连续,故对任意实数 是直线上的开集,设 ,其中 是其构成区间(可能是有限个, 可能为 可有为 )因此 因为 在 上可测,因此 都可测。故 可测。
3、设 是 上的实值连续函数,则对于任意常数 , 是一开集,而 总是一闭集。
证明:若 ,因为 是连续的,所以存在 ,使任意 ,
,即任意 是开集若 且 ,由于 连续, ,
证明:由 得,(1) 。(2)由(1),注意到 ,由积分的绝对连续性得, ,从而注意到

所以, 。
17、若 是 上的单调函数,则 是 上的有界变差函数,且

证明:不妨设 是 上的单调增函数,任取 的一个分割


所以, 。
18、若 在 上满足:存在正常数 ,使得对任意 ,都有

则(1) 是 上的有界变差函数,且 ;
5、设 是E上的可测函数列,则其收敛点集与发散点集都是可测的。
证:显然, 的收敛点集可表示为
= .
由 可测 及 都可测,所以 在 上可测。
从而,对任一自然数 , 可测。故
可测。既然收敛点集 可测,那么发散点集 也可测。
6、设 ,存在两侧两列可测集{ },{ },使得 且 ( - )→0,(n→∝)则 可测.

即 是 上的递增函数。
21、证明Jordan分解定理: 是 上的有界变差函数 可表示成 上的两个增函数之差。
证明:“充分性”显然成立。下证“必要性”。
事实上, ,由上题 和 都是 上的递增函数。
14、设 , 是 的可测子集,且 ,若 ,则 。
证明:因为 是 的可测子集,且 ,所以, ,从而由 得, 。又 ,由积分的绝对连续性, 。
15、设 ,若对任意有界可测函数 都有 ,则 于 。
证明:由题设,取 ,显然 为 上的有界可测函数,从而 。所以, 于 ,即 于 。
16、设 , ,证明(1) ;(2) 。
(2) 是 上的绝对连续函数。
证明:(1)由题设,任取 的一个分割


所以, 是 上的有界变差函数,且 。
(2)在 ,任取有限个互不相交的开区间 , 。由于

于是,对任意 ,取 ,则当 时,有

即 是 上的绝对连续函数。
证明:由 是 上的绝对连续函数,取 ,存在 ,对任意有限个互不相交的开区间 , ,只要 时,有 。
即 ,因此E是闭集。
4、(1)设 求出集列 的上限集和下限集
证明: 设 ,则存在N,使 ,因此 时, ,即 ,所以 属于下标比N大的一切偶指标集,从而 属于无限多 ,得 ,
又显然 若有 ,则存在N,使任意 ,有 ,因此若 时,
,此不可能,所以
(2)可数点集的外测度为零。
证明:证明:设 对任意 ,存在开区间 ,使 ,且 所以 ,且 ,由 的任意性得
1、设 有限的可测函数,证明:存在定义在 上的一列连续函数 ,使得 于E。
证明:因为 在 上可测,由鲁津定理是,对任何正整数 ,存在 的可测子集 ,使得 ,同时存在定义在 上的连续函数 ,使得当 时,有 所以对任意的 ,成立 由此可得 ,因此 即 ,由黎斯定理存在 的子列 ,使得 , 于E
2、设 上的连续函数, 为 上的可测函数,则 是可测函数。
证明:对于任意 , ,所以
又因为 ,
所以对于任意 ,
令 →∝,由 →0得 所以 是可测的又由于 可测,有 也是可测的所以 是可测的。
7、设在 上 ,而 成立, ,则有
设 ,则 。
所以
因为 ,所以

8、证明: 。
证明:因为 , ,所以, , ,从而
反之,对任意 ,即对任意 ,有
为无限集,
从而 为无限集或 为无限集至少有一个成立,即 或 ,所以, , 。综上所述, 。
9、证明:若 , ( ),则 于 。
证明:由于 ,而

所以,

由 , ( )得
, 。
所以, ,从而 ,即 于 。
10、、证明:若 , ( ),则 ( )。
证明:对任意 ,由于

所以,由 可得,
和 至少有一个成立。
从而

所以,

又由 , ( )得,
, 。
所以,
,即 ( )。
11、若 ( ),则 ( )。
相关主题