Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

А.Н.Шерстнев - Математический анализ

..pdf
Скачиваний:
30
Добавлен:
12.03.2015
Размер:
2.83 Mб
Скачать

sKLADYWAQ (1) I (2), NAHODIM X + X

c

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

mE + n=N+1 Yn . pEREHODQ

ZDESX K PREDELU PRI N ! 1, POLU^AEM X + X

c P

 

 

 

mE. s U^ETOM

SWOJSTWA 195.2 OTS@DA SLEDUET, ^TO X 2 L.

 

 

 

2 L(S; m) (n = 1; 2; : : :)

 

2-J SLU^AJ: S | POLUKOLXCO BEZ 1. pUSTX Xn

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

I X = n=1 Xn . dLQ L@BOGO A

2 S : AXn 2 LA . pO\TOMU AX = n=1 AXn 2

LA , TAKSKAK LA -ALGEBRA. iTAK, X 2 L.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

aNALOGI^NO MOVNO POKAZATX, ^TO KLASS L ZAMKNUT OTNOSITELXNO OPE-

RACII TEORETIKO-MNOVESTWENNOGO DOPOLNENIQ.

 

>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

LA L PRI L@BOM A

2 S.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

pUSTX

X 2 LA

I

B

2

S

|

PROIZWOLXNO

.

tOGDA S U^ETOM P

. 2

I SWOJSTWA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

196.11(B) IMEEM:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(XB) + (B

X ) =

 

(XB) + (A

\

(B

X ) + B

A)

 

 

B

 

B

n

 

 

 

=

A

B

 

 

n

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(XB) + (A(B X)) + B (B A)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

B

 

 

 

n

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

A(XB) + A (A(BnX)) + mB , m(AB) = mB:

iTAK, BX 2 LB PRI L@BOM B 2 S, TO ESTX X 2 L:

 

>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

rASPROSTRANIM TEPERX MERU m S POLUKOLXCA S NA KLASS L(S; m).

oGRANI^IMSQ PRI \TOM POLEZNYM DLQ PRILOVENIJ SLU^AEM TAK NAZY- WAEMOJ -KONE^NOJ MERY (W \TOM SLU^AE MNOVESTWO E PREDSTAWLQETSQ W WIDE S^ETNOJSUMMY MNOVESTW KONE^NOJ MERY):

6. mERA m : S ! R+ NA POLUKOLXCE S W MNOVESTWE E NAZYWAETSQ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

En

2 S.

 

-KONE^NOJ, ESLI SU]ESTWUET PREDSTAWLENIE E = n=1 En, GDE

 

 

pUSTX

 

S

!

R+

 

KONE^NAQ MERA I

 

 

P

 

MNOVES

 

7.

 

m :

 

 

-

+

 

En

(n = 1; 2; : : :) |

 

-

TWA IZ P. 6. fUNKCIQ : L(S; m) ! R

[f+1g, OPREDELENNAQ

RAWENSTWOM

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

X

En (XEn ) (X 2 L(

 

; m));

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

n=1

NAZYWAETSQ MEROJ lEBEGA NA KLASSE L(S; m). (pRI \TOM RASHODQ]EMUSQ ^ISLOWOMU RQDU PRIPISYWAETSQ ZNA^ENIE +1.)

8. mERA lEBEGA NA KLASSE L(S; m) OPREDELENA KORREKTNO I -ADDITIWNA ( -ADDITIWNOSTX, ESTESTWENNO, OZNA^AET, ^TO

X

X

X = 1 Xn (X; Xn 2 L(S; m)) ) X =

1 Xn ):

n=1

n=1

321

Fs (Fs 2 S). tOGDA (SM. P. 2)

kORREKTNOSTX. pUSTX NARQDU S PREDSTAWLENIEM E W P. 6 ESTX E]EODNO

PREDSTAWLENIE E = 1

s=1

P

 

 

P

 

fP

 

g

 

P P

 

 

 

 

 

 

n En (XEn)P =

n En

s XEnFs

 

 

=

n s

En (XEnFs)

 

 

= s n Fs (XEnFs) =

s

Fs (XFs):

 

 

 

 

 

 

1

 

P P

 

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

pUSTX DALEE

 

 

 

S

 

 

tOGDA

 

 

 

 

 

 

 

X = k=1 Xk

(X; Xk 2 L( ; m)).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

P

X X

 

 

X X

 

 

 

X

 

 

 

X = 1 En XEn =

n

 

En (XkEn) =

 

 

 

n

En XkEn

=

 

Xk:

 

>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1

 

k

 

 

 

 

k

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

oTMETIM OSOBO SLU^AJ MNOVESTWA LEBEGOWOJ MERY NULX.

9. mNOVESTWO X E IZMERIMO I IMEET LEBEGOWU MERU NULX TTOGDA

(3)

8" > 0 9Xn 2 S (n 2 N) (X

[

Xn;

X

mXn < "):

 

 

n

 

n

 

nEOBHODIMOSTX O^EWIDNA (!!). dOKAVEM DOSTATO^NOSTX. pUSTX USLOWIE

(3)WYPOLNENO. eSLI A 2 S PROIZWOLXNO, TO

8" > 0 9Xn 2 S (n = 1; 2; : : :) (XA [ XnA; X mXnA < "):

n n

oTS@DA A (XA) = 0 I XA 2 LA (SM. P. 3). sLEDOWATELXNO, X 2 L(S; m) I W SILU P. 7 X = 0: >

oTMETIM W KA^ESTWE SLEDSTWIQ SWOJSTWO, NAZYWAEMOE OBY^NO POLNOTOJ MERY lEBEGA.

10.wSQKOE PODMNOVESTWO MNOVESTWA LEBEGOWOJ MERY NULX IZMERI- MO (I IMEET LEBEGOWU MERU NULX).

11.p R I M E R. pUSTX S | POLUKOLXCO WSEH PROMEVUTKOW ha; bi (a; b 2 R) W R; mha; bi b , a. |TO -KONE^NAQ MERA W R; SOOTWETSTWU@]AQ MERA lEBEGA NA KLASSE L(S; m) NAZYWAETSQ LINEJNOJ MEROJ lEBEGA NA

^ISLOWOJ PRQMOJ R. aNALOGI^NO OPREDELQETSQ PLOSKAQ MERA lEBEGA W R2 I \OB_EMNAQ" MERA lEBEGA W Rn. oTMETIM, ^TO BORELEWSKIE ALGEBRY B(Rn) (n 1) SODERVATSQ W SOOTWETSTWU@]IH ALGEBRAH IZMERIMYH PO lEBEGU MNOVESTW.

12. pUSTX A | -ALGEBRA PODMNOVESTW MNOVESTWA E. fUNKCIQ: A ! R+ [ f+1g NAZYWAETSQ -KONE^NOJ MEROJ, ESLI

322

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

, GDE

En 2 A I

En < +1,

 

(A) SU]ESTWUET PREDSTAWLENIE E = n=1 En

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(B) X = n=1 Xn (X 2 A) ) X = n=1 Xn (RASHODQ]EMUSQ RQDU PRIPI-

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SYWAETSQ ZNA^ENIE +1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

pRI \TOM -KONE^NAQ MERA NAZYWAETSQ POLNOJ, ESLI Y X 2 A; X = 0

WLE^ET Y 2 A (I ZNA^IT, Y = 0).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

oTMETIM E]E POLEZNOE SWOJSTWO NEPRERYWNOSTI MERY OTNOSITELXNO

MONOTONNYH SHODIMOSTEJ MNOVESTW.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13. pUSTX | -KONE^NAQ

 

MERA NA -ALGEBRE MNOVESTW A I

X1 X2

: : : ; Y1 Y2 : : : (Xn ; Yn 2 A). tOGDA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

A

)

(

1

Xn ) = lim Xn ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

B

)

ESLIS

 

 

 

 

 

PRI NEKOTOROM

k,

TO

(

1

 

Yn) = lim Yn .

 

 

 

 

 

 

 

Yk < +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dOKAVEM

,

NAPRIMER

 

 

 

B

 

 

pUSTX DLQ OPREDELENNOSTI

Y1 < +1.

iZ

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

, ( ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RAWENSTWA

Y1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S U^ETOM P

. 12(

B

)

IMEEM

 

 

 

 

 

 

= n=1 Yn + Y1nY2 + Y2nY3 + : : :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Y1

 

=

(

1

Yn) +

1

(Yk

n

Yk+1 ) = (

1

Yn) + lim

n,1

(Yk

n

Yk+1 );

 

1

 

T

 

 

T

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1

 

 

 

 

 

k=1

 

 

 

 

 

 

n=1

 

 

 

 

 

 

 

 

k=1

 

 

 

(

 

 

 

Yn )

 

=

Y1

,

lim

n

1

(Yk

n

Yk+1) = lim [Y1

 

(

n

 

1

(Yk

n

Yk+1)]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

k=1

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

n k=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

=

lim Yn:

 

>P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14. u P R A V N E N I E. pUSTX m | POLNAQ KONE^NAQ MERA NA -ALGEBRE MNOVESTW A. pOKAVITE, ^TO L(A ; m) = A. oBOB]ITE REZULXTAT NA SLU^AJ-KONE^NOJ MERY.

x198. mERY lEBEGA-sTILTXESA NA ^ISLOWOJ PRQMOJ

zDESX MY OBSUDIM ZADA^U PERE^ISLENIQ WSEH MER NA BORELEWSKOJ ALGEBRE B(R).

1. oBOZNA^IM ^EREZ F KLASS WSEH FUNKCIJ F (t) (t 2 R) NEUBYWA@]IH, NEPRERYWNYH SLEWA I TAKIH, ^TO

F (+1) , F (,1) lim F (t) , lim F (t) < +1: t!+1 t!,1

323

pUSTX S | POLUKOLXCO (S 1) W

R WSEH PROMEVUTKOW WIDA [a; b)(

a <

 

 

 

 

 

 

 

,1

+

b +1). oPREDELIM DLQ KAVDOJ FUNKCII F 2 F MERU mF : S ! R

( )

 

mF [a; b) F (b) , F (a)

 

 

(SM. NIVE UPR. 6). sOGLASNO

196 \TA MERA DOPUSKAET PRODOLVENIE DO

MERY lEBEGA

F

: LF !

R+ x GDE

LF

S

nAZOWEM

MEROJ

 

,

 

= L( ; mF ).

F

 

lEBEGA-sTILTXESA NA ^ISLOWOJ PRQMOJ . pO POSTROENI@ DLQ KAVDOJ F 2 F WERNO WKL@^ENIE B(R) LF .

mERY lEBEGA-sTILTXESA INTERESNY TEM, ^TO IMI IS^ERPYWA@TSQ WSE MERY NA ALGEBRE B(R).

2. eSLI m : B(R)

! R+ | MERA, TO SU]ESTWUET I OPREDELENA OD-

NOZNA^NO, S TO^NOSTX@ DO POSTOQNNOGO SLAGAEMOGO, FUNKCIQ F 2 F

TAKAQ, ^TO m = F j

B(R).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dLQ MERY m : B(R)

! R+ OPREDELIM FUNKCI@ F RAWENSTWOM F (t)

m(,1; t); t 2 R. qSNO,

^TO F NE UBYWAET, F (+1),F (,1) = mR < +1.

kROME TOGO, (,1; t) =

1

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1 (,1; t , n), I W SILU NEPRERYWNOSTI m (SM.

197.13):

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F (t) = m(

 

; t) = lim m(

 

; t

 

1 ) = lim F (t

 

1

) = F (t

 

):

 

 

 

 

 

 

 

 

,1

 

 

 

 

n

,1

 

 

, n

n

 

 

, n

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

iTAK, F 2 F . pUSTX TEPERX G

2 F | E]EODNA FUNKCIQ, OBLADA@]AQ

SWOJSTWOM m =

G

j

 

B(R). eSLI DOPUSTITX, ^TO G(t)

= F (t) + const,

TO NAJDUTSQ x; y

2

 

 

 

 

 

TAKIE, ^TO G(x)

,

G(y)

6

,

F (y).

R (x > y)

= F (x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

sLEDOWATELXNO (SM. (

)), F [y; x) = G[y; x), ^TO PROTIWORE^IT RAWENSTWU

F j B(R) = G j B(R):

 

>

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. aNALOGI^NO MOVNO OPREDELITX MERY lEBEGA-sTILTXESA NA OTREZ- KE [a; b]( R). |TI MERY MOVNO PERE^ISLITX S POMO]X@ NEUBYWA@]IH, NEPRERYWNYH SLEWA FUNKCIJ (t) (a t b). w ^ASTNOSTI, PRI (t) t (a t b) POLU^AETSQ LINEJNAQ MERA lEBEGA NA OTREZKE [a; b].

u P R A V N E N I Q. 4. pUSTX F = (0;+1) . uBEDITESX, ^TO (A) F f0g = 1, (B) LF SOWPADAET S SEMEJSTWOM WSEH PODMNOVESTW MNOVESTWA R, (W) DLQ

X R:

F X = 1; ESLI 0 2 X, 0; ESLI 0 62X.

324

mFd; mc

5.eSLI FUNKCIQ F 2 F PRINIMAET NE BOLEE ^EM S^ETNOE^ISLO ZNA- ^ENIJ, TO LF SOWPADAET S SEMEJSTWOM WSEH PODMNOVESTW MNOVESTWA R.

6.pOKAVITE, ^TO FUNKCIQ mF , OPREDELENNAQ W P. 1 RAWENSTWOM ( ), QWLQETSQ -ADDITIWNOJ.

x199. rAZLOVENIE MERY lEBEGA-sTILTXESA NA DISKRETNU@

I NEPRERYWNU@ KOMPONENTY

1. dLQ FUNKCII F 2 F OPREDELIM NOWU@ FUNKCI@

Fd(t) X [F (tk+) , F (tk)] (t 2 R);

tk<t

GDE tk | TO^KI RAZRYWA FUNKCII F (HORO[O IZWESTNO, ^TO IH NE BOLEE ^EM S^ETNO• (SM. 48.2)). nAZOWEM \TU FUNKCI@ (ONA TAKVE PRINADLEVIT KLASSU F ) DISKRETNOJ KOMPONENTOJ FUNKCII F .

2.fUNKCIQ Fc F , Fd PRINADLEVIT KLASSU F I NEPRERYWNA.

pOKAVEM SNA^ALA, ^TO Fc NE UBYWAET. dLQ t < s IMEEM:

F (s) , F (t)

X

F (tk+) , F (tk)] =

X

,

X

= Fd(s) , Fd(t):

 

t tk<s

 

t

<s

 

t

<t

 

 

 

k

 

 

k

 

 

pO\TOMU Fc (s) = F (s) , Fd (s) F (t) , Fd (t) = Fc (t). nEPRERYWNOSTX Fc SLEDUET IZ RAWENSTWA:

Fc(t+) = F (t+) , Fd (t+) = F (t) + Fd(t+) , Fd (t) , Fd(t+) = Fc(t):>

 

3. tAKIM OBRAZOM, WSQKAQ FUNKCIQ F 2 F ESTX SUMMA SWOEJ DISKRET-

NOJ I NEPRERYWNOJ KOMPONENT: F = Fd +Fc. pRI \TOM IZ ( )x198 SLEDUET,

^TO

(1)

mF = md + mc;

GDE md mFc . pODOBNOE RAWENSTWO SPRAWEDLIWO I DLQ LE- BEGOWSKIH PRODOLVENIJ UKAZANNYH MER. pUSTX c I d | LEBEGOWSKIE PRODOLVENIQ SOOTWETSTWENNO MER mc I md .

4. wSQKAQ MERA lEBEGA-sTILTXESA F PREDSTAWIMA W WIDE SUMMYc + d W TOM SMYSLE, ^TO RAWENSTWO

(2)

F X = dX + cX

325

SPRAWEDLIWO WSQKIJ RAZ, KOGDA OPREDELENA ODNA IZ EGO ^ASTEJ.

~EREZ S OBOZNA^IM POLUKOLXCO, OPREDELENNOEW 198.1. pUSTX X R I fXng S | POKRYTIE X . w SILU (1)

X

X

 

 

 

X

 

c

 

mF Xn = mcXn + mdXn

 

X + dX

n

 

n

 

 

 

n

 

 

(SOGLASNO 198.5

ZWEZDO^KA•

U OPU]ENA). iZ PROIZWOLXNOSTI POKRYTIQ

 

 

 

d

 

 

 

 

 

fXng OTS@DA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

c

 

 

 

(3)

 

X

 

X + dX:

 

 

s DRUGOJ STORONY, DLQ WSQKOGO " > 0 NAJDUTSQ POKRYTIQ fYng;fZkg MNO- VESTWA X POPARNO NEPERESEKA@]IMISQ MNOVESTWAMI IZ S TAKIE, ^TO

 

 

 

 

 

X

mcYn < X

 

+ "=2;

X

mdZk < dX + "=2:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tOGDA SEMEJSTWO

fYnZkgn;k |

SNOWA POKRYTIE

 

 

PRI^EM

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X,

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

mF YnZk = n

 

 

 

mcYnZk +

 

n

mdYnZk

 

 

 

 

 

 

P P

 

 

 

P P

 

 

 

 

 

P P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

k

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

mcYn +

P

mdZk < X + dX + ":

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

oTS@DA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

 

X + dX:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

iZ (3) I (4) IMEEM

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(5)

 

 

 

 

 

 

X =

X

+ dX

(X

R):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sKLADYWAQ (5) S TAKIM VE RAWENSTWOM DLQ Xc , POLU^AEM

 

 

 

 

(6)

X

+

Xc

= X

+ Xc

+ dR

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

 

 

 

F

 

c

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= X +

Xc + mF R

,

mcR:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

eSLI OPREDELENA PRAWAQ ^ASTX (2), TO \TO OZNA^AET, ^TO X

 

LFc , TO ESTX

X + X

 

= mcR I POTOMU IZ (6) SLEDUET,

 

^TO X +

X

 

= mF R,

c

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

 

F

 

 

 

TO ESTX X 2 LF I SPRAWEDLIWO (2). aNALOGI^NO RASSMATRIWAETSQ SLU^AJ, KOGDA OPREDELENA LEWAQ ^ASTX (2). >

326

x200. aBSOL@TNO NEPRERYWNYE MERY

zDESX MY KOSNEMSQWOPROSA SRAWNENIQ RAZLI^NYH MER, ZADANNYH NA ODNOJ -ALGEBRE MNOVESTW; MERY MOGUT BYTX W OPREDELENNOMSMYSLE \BLIZKIMI" PO SWOIM KA^ESTWENNYM SWOJSTWAM, A MOGUT OKAZATXSQ I \DA- LEKIMI• " DRUG OT DRUGA.

1. pUSTX I |DWE MERY, ZADANNYE NA -ALGEBRE A W MNOVESTWE E. mERA NAZYWAETSQ ABSOL@TNO NEPRERYWNOJ OTNOSITELXNO MERY

(OBOZNA^AETSQ ), ESLI

8X

2 A ( X = 0

) X = 0). mERY I

NAZYWA@TSQ \KWIWALENTNYMI, ESLI

I . mERA NAZYWAETSQ

SINGULQRNOJ OTNOSITELXNO MERY , ESLI SU]ESTWUET X

2

A TAKOE, ^TO

X = Xc = 0:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. w USLOWIQH P. 1 TTOGDA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( )

 

 

 

8" > 0 9 > 0 8X 2 A ( X < ) X < "):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dOSTATO^NOSTX O^EWIDNA. pUSTX TEPERX ( ) NE WYPOLNQETSQ, TO ESTX

9" >

0 8k 2 N 9Xk 2 A ( Xk

< 2, ; Xk

 

"). dLQ MNOVESTW Yn

=

 

1

Xk (n = 1; 2; : : :) IMEEM

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k=n+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Yn

1

Xk <

 

1

2,k = 2,n; Yn Xn+1 ":

 

 

 

 

 

 

 

X

 

 

 

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k=n+1

 

k=n+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tOGDA DLQ

 

1

 

 

W SILU

197.13

POLU^IM

 

(

S U^ETOM WKL@^ENIJ

Y1

 

 

 

 

 

Y = n=1 Yn

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Y2

 

: : :) : Y

 

 

 

 

 

= lim Yn

 

 

 

",

TO ESTX

 

NE ABSOL@TNO

 

= lim Yn = 0; Y

 

 

 

 

 

 

 

 

NEPRERYWNA OTNOSITELXNO : >

rASSMOTRIM PONQTIE ABSOL@TNOJ NEPRERYWNOSTI PRIMENITELXNO K BO- RELEWSKOJ ALGEBRE OTREZKA ^ISLOWOJ PRQMOJ. nAM PONADOBITSQ PONQTIE ABSOL@TNOJ NEPRERYWNOSTI DLQ WE]ESTWENNYH FUNKCIJ.

3. wE]ESTWENNAQ FUNKCIQ f(t) (a t b) NAZYWAETSQ ABSOL@TNO NE- PRERYWNOJ, ESLI DLQ WSQKOGO " > 0 SU]ESTWUET > 0 TAKOE, ^TO KAKOWA BY NI BYLA SISTEMA POPARNO NEPERESEKA@]IHSQ INTERWALOW (ak; bk ) (k = 1; 2; : : : ; n) SUMMARNOJ DLINY MENX[E , SPRAWEDLIWO NERAWENSTWO

n

P jf (bk) , f (ak)j < ".

k=1

327

 

4.

pUSTX

F |

MERA NA

B

([a; b]),

POROVDENNAQ FUNKCIEJ

F 2 F

SM

 

 

 

 

 

 

( .

198.3), I | LINEJNAQ MERA lEBEGA; F

TTOGDA FUNKCIQ F ABSO-

L@TNO NEPRERYWNA.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

pUSTX F

 

 

I > 0

OPREDELENO PO " >

0 W SOOTWETSTWII S

( ).

 

 

 

 

n

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

pOLOVIW X = k=1[ak; bk), IMEEM k=1(bk , ak) = X < I PO\TOMU

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

X

jF (bk ) , F (ak)j =

X

[F (bk) , F (ak)] = F X < ":

 

 

 

k=1

k=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

oBRATNO, PUSTX F ABSOL@TNO NEPRERYWNA I X = 0. dLQ " > 0 WY-

BEREM > 0 IZ OPREDELENIQ ABSOL@TNOJ NEPRERYWNOSTI F . sU]ESTWUET

POKRYTIE f[ai; bi)gi=1;2;::: MNOVESTWA X POPARNO NEPERESEKA@]IMISQ PRO-

MEVUTKAMI TAKOE

,

^TO

1

 

SM

 

 

oTS@DA

 

 

 

i=1(bi , ai) < ( . 195.3).

 

 

 

 

 

 

 

P

n

 

 

 

 

 

 

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

X

 

,

 

 

 

 

1

 

F [ai; bi) = lim

 

[F (bi)

 

F (ai)]

 

";

i=1

 

 

i=1

 

 

 

 

 

 

AZNA^IT, F X = 0: >

5.z A M E ^ A N I E. nIVE (SM. x212) BUDET POLU^ENO UTO^NENIE UTWERV- DENIQ 199.4, A IMENNO, BUDET USTANOWLENO, ^TO NEPRERYWNAQ KOMPONENTAc KAVDOJ MERY lEBEGA-sTILTXESA F W SWO@ O^EREDX DOPUSKAET (ODNO- ZNA^NOE) PREDSTAWLENIE W WIDE SUMMY a + s, GDE a | ABSOL@TNO NEPRE- RYWNA OTNOSITELXNO LINEJNOJ MERY lEBEGA NA ^ISLOWOJ PRQMOJ, A s SINGULQRNA OTNOSITELXNO . pOKA VE MY PRIWEDEMPRIMER BORELEWSKOJ MERY F SINGULQRNOJ OTNOSITELXNO LINEJNOJ MERY lEBEGA, DLQ KOTOROJ F NEPRERYWNA.

6.p R I M E R. rAZDELIM OTREZOK E = [0; 1] NA TRI ^ASTI [0; 1=3]; (1=3; 2=3); [2=3; 1] I OBOZNA^IM X1 = (1=3; 2=3). kAVDYJ IZ OTREZKOW [0; 1=3] I [2=3; 1] SNOWA RAZDELIM PODOBNYM OBRAZOM NA TRI ^ASTI I OBO-

ZNA^IM X2 = (1=9; 2=9), X3 = (7=9; 8=9). kAVDYJ IZ OSTAW[IHSQ OTREZ- KOW [0; 1=9], [2=9; 3=9], [6=9; 7=9], [8=9; 1] SNOWA RAZDELIM NA TRI ^ASTI I T. D. pOLU^AEM POSLEDOWATELXNOSTX X1; X2; X3; : : : POPARNO NEPERESEKA@-

]IHSQ OTKRYTYH INTERWALOW OTREZKA E. pUSTX Y = P Xn. mNOVESTWO

n

Y c = EnY NAZYWAETSQ KANTOROWYM MNOVESTWOM (ONO OSTROENO g. kAN- TOROM | OSNOWATELEM TEORII MNOVESTW). oPREDELIM FUNKCI@ NA E

328

RAWENSTWOM

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

2,1;

 

 

ESLI x

 

 

X1 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,2;

 

 

ESLI x

2 X2 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x) =

>

 

2

;

 

 

 

 

 

2

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 2,

 

ESLI x 2 X3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

;

 

 

ESLI x

2 X4 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

<

2,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

>

: : :

 

 

 

: : :

 

: : : .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dLQ x

 

 

c

 

 

 

 

 

(y); (0)

 

 

 

0. fUNKCIQ NE UBYWAET

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

Y POLOVIM (x) = : sup

 

 

 

 

 

 

 

 

y<x; y2Y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

NA E I NEPRERYWNA. w SAMOM DELE, ESLI (x+)

,

(x

 

) >

0 DLQ NEKOTOROJ

TO^KI x

2

E, TO NAJDETSQ DROBX WIDA m

2,

n

 

 

 

,

 

 

,

) < m

2,

n

<

 

TAKAQ, ^TO (x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

, ^TO

(x+); PO POSTROENI@ SU]ESTWUET x0 TAKOE, ^TO (x0) =

m 2,

PROTIWORE^IT MONOTONNOSTI .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

rASSMOTRIM TEPERX MERU lEBEGA-sTILTXESA NA [0; 1]. pRI \TOM DLQ

X = Y c

IMEEM ( | LINEJNAQ MERA lEBEGA):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X = 1 , Y = 1 ,

 

n

Xn = 1 , (1=3 + 2=9 + 4=27 + : : :) = 0;

 

 

 

 

 

 

 

 

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Xc = Y =

Xn

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= [ (2=3)P

(1=3)]

,

[ (2=9)

,

(1=

9)] + : : : = 0:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z A M E ^ A N I Q. 7. wSQKAQ ABSOL@TNO NEPRERYWNAQ FUNKCIQ RAWNO- MERNO NEPRERYWNA. oBRATNOE NEWERNO: RASSMOTRITE FUNKCI@ PRIMERA

6(!!).

8.eSLI W P. 3 POTREBOWATX, ^TOBY SISTEMA POPARNO NEPERESEKA@]IH- SQ INTERWALOW (ak; bk) SUMMARNOJ DLINY MENX[E , BYLA NE BOLEE ^EM S^ETNOJ, POLU^ITSQ OPREDELENIE, \KWIWALENTNOE ISHODNOMU (!!).

329

izmerimye funkcii

w KLASSI^ESKOM ANALIZE OPERIRU@T GLAWNYM OBRAZOM S NEPRERYWNY- MI FUNKCIQMI, OPREDELENNYMIW EWKLIDOWYH PROSTRANSTWAH. oDNAKO, PO- TO^E^NYJ PREDEL POSLEDOWATELXNOSTI NEPRERYWNYH FUNKCIJ UVE NE BU- DET, WOOB]E GOWORQ, NEPRERYWNOJ FUNKCIEJ. sTREMLENIE RABOTATX S KLAS- SOM FUNKCIJ, ZAMKNUTYM OTNOSITELXNO OPERACIJ ANALIZA (ARIFMETI^ES- KIE OPERACII, PREDELXNYJ PEREHOD), PRIWODIT K NEOBHODIMOSTI IZU^ENIQ FUNKCIJ BOLEE OB]IH, NEVELI NEPRERYWNYE.

x201. pROOBRAZ KOLXCA OTNOSITELXNO OTOBRAVENIQ

1. pUSTX E; F | MNOVESTWA I f : E ! F | OTOBRAVENIE. dLQ POL- NYH PROOBRAZOW MNOVESTW Y ( F ) OTNOSITELXNO OTOBRAVENIQ f (SM. 1.1) SPRAWEDLIWY RAWENSTWA

( )

f,1(

S

 

Yi) =

S

f,1(Yi); f,1(

T

Yi ) =

T

f,1

(Yi),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

i2I

 

 

i2I

c

i2I

 

i2I

 

 

 

(Y

c

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

f,

 

 

) = f,

(Y ) .

 

 

 

 

 

 

pUSTX E | SEMEJSTWO PODMNOVESTW MNOVESTWA F . pROOBRAZOM E OTNO- SITELXNO OTOBRAVENIQ f : E ! F NAZOWEMSEMEJSTWO f,1(E) ff,1 (Y ) : Y 2 Eg. iZ RAWENSTW ( ) SLEDUET:

2. z A M E ^ A N I E. pROOBRAZ KOLXCA OTNOSITELXNO PROIZWOLXNOGO OTOBRAVENIQ QWLQETSQ KOLXCOM.

3. pUSTX E | SEMEJSTWO PODMNOVESTW MNOVESTWA F I f : E ! F. kOLXCO W E, POROVDENNOE SEMEJSTWOM f,1(E), SOWPADAET S PROOBRAZOM OTNOSITELXNO f KOLXCA, POROVDENNOGO SEMEJSTWOM E.

pUSTX T(E) | KOLXCO, POROVDENNOESEMEJSTWOM E (SM. x193). sEMEJ- STWO f,1 (T(E)) QWLQETSQ KOLXCOM, OB_EML@]IM SEMEJSTWO f,1 (E). pUSTX

K | PROIZWOLXNOE KOLXCO, OB_EML@]EE f,1(E). tOGDA SEMEJSTWO T0(E) fX 2 T(E) j f,1 (X ) 2 Kg OBLADAET SWOJSTWAMI:

(A) E T0(E) T(E) (PO POSTROENI@), (B) T0 (E) | KOLXCO (!!).

pO\TOMU T0 (E) = T(E). iTAK, KOLXCO K NEOBHODIMO OB_EMLET I KOLXCO

f,1(T(E)). tAKIM OBRAZOM, f,1(T(E)) | NAIMENX[EE KOLXCO, OB_EML@]EE f,1(E) : f,1 (T(E)) = T(f,1 (E)): >

330