实变函数的问题,求大神解惑。谢谢了

一致收敛,处处收敛,a.e.收敛,依测度收敛 的不同点和相同点。
2024-11-24 19:59:48
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回答1:

  1. 首先关于函数列处处收敛:对于一列函数列  {fn(x)},当给定一x时(也就是让x取一个定值),则函数列fn(x)},就变成了一个数列了。类如函数列 fn(x)=x^n(x的n次方),当给定x=2时,fn(x)=2^n(2的n次方),,这就是一个数列了,当这个数列{2^n}收敛,就说函数列{fn(x)}在x=2收敛;当这个数列{2^n}不收敛,就说函数列{fn(x)}在x=2发散的。


对于函数列 fn(x)=x^n(x的n次方),当x=1时收敛;当x=2时发散。


2. 弄清上面了,函数列几乎处处收敛就很容易了。

函数列几乎处处收敛是指:使得函数列不收敛的所有点组成的集合的测度(Lebesgue测度)为0。
通俗的说就是不收敛的点不多,测度为0,可以忽略。除去不收敛点,剩下的点都是使得函数列收敛,所以说函数列“几乎处处”收敛(因为测度为0)。

 

3. 函数列的一致收敛:

首先看一下处处收敛的定义:对于一列函数列  {fn(x)},当给定一x时(也就是让x取一个定值),则函数列fn(x)},就变成了一个数列,当这个数列收敛于f(x),即对任意的ε>0,存在N>0(注意这个N与ε和给定的x有关),使得当n>N时,有

                                                           |fn(x)-f(x)|<ε.

 再次强调:定义中的这个N,是与ε和给定的x有关。对不同的x,给定ε,就会有不同的N。

 

一致收敛的定义是:对任意的ε>0,存在N>0(注意这个N只与ε有关),使得当n>N时,对一切的x(当然是fn(x)定义域上的x)有

                                                           |fn(x)-f(x)|<ε.

 定义中的这个N,只是与ε有关。对不同的x,给定ε,都能找到相同的N。


可以看到,处处收敛研究的是函数列在一点处的收敛性,因为给定误差ε,要找的N与ε和给定的x有关

而一致收敛研究的是函数列在定义域上的整体收敛性,因为给定误差ε,不管是什么样的x,函数列fn(x)都会随着n的增大而靠近f(x),可以这样想象,fn(x)代表的很多曲线,随着n的增大,趋近于曲线f(x).

上面的例子:函数列 fn(x)=x^n(x的n次方)在区间[0,1]上处处收敛,在[0,1)上收敛到f(x)=0,在x=1处收敛到1.

但不是一致收敛的,问题出在x=1处附近的点。因为x=1处附近的点,当n增大时总是要靠近1的,所以fn(x)无法整体趋向于f(x)=0这个函数。

但是把x=1处附近的点去掉,只考虑区间[0,δ)(δ是小于1的任意正数),则函数列 fn(x)=x^n在区间[0,δ)一致收敛于f(x)=0。

 

4、依测度收敛

测度收敛与前面的几种收敛方式不一样,也叫概收敛,一般地可以这样定义:

定义: 设E是可测集,f(x),f_1(x),f_2(x),f_3(x),…都是E上几乎处处有限的可测函数,如果对于任意ε>0,都有

lim E{x||fn(x)-f(x)|>ε}=0

则称f_n(x)在E上依测度收敛到f(x),记作 。

指的是使得fn(x) 和 f(x)不相等的点x做成的集合,随着n 的增大而其测度趋向于零。

 

 

总的来说,在区域有限和函数有限的情况下,收敛强度从弱到强依次是:依测度收敛,几乎处处收敛,处处收敛,一致收敛


打了好多字