§4.2 ЕгОРОВ 定理 在数学分析中,我们已经知道,即使函数列在每一点收敛,也不能保证一致 收敛, 因此, 对可能在某个零测度集上不收敛的函数列而言, 更谈不上一致收敛。 例如f n (x)=x n +∞→ ??→? n 处处 0于 [ )01 ,却不一致收敛。究其原因是自变量越靠近0越收 敛速度慢,只有更慢没有最慢,从而不可能一致收敛。但不难看出,只要挖去一 个以1为右端点的小区间(1-δ,1)后就有收敛最慢点x=1-δ了,从而可以保 证一致收敛了。著名的俄国数学家叶果落夫(ЕгОРОВ)任何可测函数都有 类似结果,即有下述定理成立。 定理4.2.1 (ЕгОРОВ)若mE<+∞,f n (x),f(x)在E上几乎处处限 且可测, 并f n (x) ea n .. ???→? +∞→ f(x)于E, 则对任意δ>0, ョ可测集F δ ? E, m(E-F δ ) <δ,满足f n (x) 一致 ??→? ∞→n f(x)于F δ 。 证明 第一步:对给定δ>0,构造F δ 由定理4.3.1中(4.3.1)式知: 对 ? k 1 有 ∞→N lim m U ∞ =Nn E[|f n (x)-f(x)|≥ k 1 ]=0,对 ?δ>0, ョN k > 0, m U ∞ = k Nn E[|f n (x)-f(x)|≥ k 1 ]≤ k 2 δ ,于是对任意δ>0,ョF δ =E- U ∞ =1k U ∞ = k Nn E[|f n (x)-f(x)|≥ k 1 ]= I ∞ =1k I ∞ = k Nn E[|f n (x)-f(x)|< k 1 ] ,E-F δ = U ∞ =1k U ∞ = k Nn E[|f n (x)-f(x)|≥ k 1 ] 故m(E-F δ )< ∑ ∞ =1n n 2 δ =δ 第二步:证明f n (x) 一致 ??→? ∞→n f(x)于F δ 对 ?ε>0,ョk满足 k 1 <ε,即ョN k ,对任意的x∈F,即 x∈F δ = I ∞ =1k I ∞ = k Nn E[|f n (x)-f(x)|< k 1 ] , 当n≥N k 时, |f n (x)-f(x)|< k 1 <ε, 即f n (x) 一致 ??→? ∞→n f(x)于F δ 。 定义4.2.1 若对任意δ>0,ョ可测集F δ ? E满足m(E-F δ )<δ, f n (x) 一致 ??→? ∞→n f(x)于F δ ,则称f n (x)在E上近一致收敛于f(x)。记为 f n (x) 近一致 ??→? ∞→n f(x)于E,或f n (x) a.u ??→? ∞→n f(x)于E。 叶果落夫定理说明在mE<+∞条件下,几乎处处收敛的函数列是近一致收 敛的,下述逆定理则说明近一致收敛无条件地保证几乎处处收敛。 定理4.2.2 若f n (x) a.u ??→? ∞→n f(x),则f n (x) ??→? ∞→n f(x) a.e于E。 证明留给读者自己完成。