实变函数与泛函数分析笔记(一):Lebesgue积分

导语:内积空间中的内积可以定义范数,反之,范数不一定非要内积来定义,所以说赋范线性空间是比内积空间更广泛的概念。距离可以用范数定义,反之,只有距离满足平移不变和齐次性才能定义一个范数,因此度量空间比赋范线性空间广泛。Banach空间是完备的赋范线性空间。Hilbert空间是完备的内积空间。所以Hilbert空间是Banach空间的特例,Banach空间是完备距离空间的特例。在数学里,尤其是在泛函分析之中,巴拿赫空间是一个完备赋范向量空间。更精确地说,巴拿赫空间是一个具有范数并对此范数完备的向量空间。Lp空间是由p次可积函数组成的空间;对应的lp空间是由 p次可和序列组成的空间。在泛函分析和拓扑向量空间中,他们构成了Banach空间一类重要的例子。

上篇博客介绍了逐项可积的情况,本篇文章介绍逐项不可积分。首先引入狄利克雷函数:

 

 

 

 

 

 

 设L是直线上某些子集所组成的集。m是L上的测度,应该满足一下性质:

 

 内测度:

 

 基本的定义

 

 

 

 

环上的测度

了解了以上概念,接下来可以定义环上的测度了。

定义1:构造一个集函数,它能赋予实数集簇М中的每一个集合E一个非负扩充实数mE。我们将此集函数称为E的测度 。
定义2:设Γ是集合X上一σ代数,ρ :Γ →R∪{ +∽ }是一集合函数,且ρ满足:
(1)(非负性)对任意的A∈Γ,有ρ(A)≧0;
(2)(规范性)ρ(Φ) = 0;
(3)(完全可加性) 对任意的一列两两不交集合A1,A2,……,An,……有ρ(∪n An)=∑n ρ(An)
则称ρ是定义在X上的一个测度,Γ中的集合是可测集,不在Γ中的集合是不可测集。特别的,若ρ(X) = 1 ,则称ρ为概率测度。

个人理解:由以上定义可以得知,测度首先是一个函数,函数的自变量是可测集,因变量也就是输出是实数域。它是一个集函数,也可以划分为泛函数。

接下来关于测度的性质忽略,直接记下可测函数的积分。

 

 

 

 

 

 

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