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习 题 三
在以下各题中, 可测集, 可测函数和测度, 除题目中已有说明的外, 都是关于某一给定
的可测空间),( FX或测度空间),,( μFX的.
1. 试分别给出具有如下性质的可测空间),( FX :
(1) X上的每个函数都是可测的.
(2) 只有常数函数是可测的.
2. 证明: (1).若f在E上可测, 则对E的任意可测子集A , f在A上可测.
(2). 若
1
E和
2
E是可测集, f在
1
E和
2
E上可测, 则f在
21
EE ∪上可测
3. 设f是
1
R上的函数. 证明f是L可测的当且仅当对任意有理数,r }{ rf <是
L可测集. 若把条件减弱为对任意有理数,r }{ rf =是L可测集, f是否一定是L可测的?
4. 设f和g都是可测函数, 并且)(xg处处不等于零. 证明
g
f
是可测函数.
5. 作出]1,0[上的一个函数f, 使得f是L可测的, 但f不是L可测的.
6. 证明若
2
f可测, }0{ ≥f是可测集. 则f可测.
7. 设f为完备的测度空间),,( μFX上的可测函数, g为X上的函数. 若
a.e.,gf = 则g是可测函数. 当),,( μFX不完备时, 结论是否成立?.
8. 证明函数
?
?
?
?
?
=
.
,
)(
3
为无理数若
为有理数若
xx
xx
xf
是]1,0[上的L可测函数.
9. 设f是),( FX上的实值可测函数, g是
1
R上的Borel可测函数. 证明复合函数
))(( xfg是),( FX上的可测函数.
10. 设f和g是),( FX上的两个实值可测函数, h是
2
R上的连续函数. 证明复合函
数),( gfh是),( FX上的可测函数.
11. 设f是定义在),( ba上的函数. 若f在每个),(],[ ba?βα上是L可测的, 则
f在),( ba上是L可测的.
12. 设f是],[ ba上的可微函数. 证明f ′是],[ ba上的L可测函数.
13. 设f是
n
R上的L可测函数. 证明对任意∈y ,
n
R )( yxf +是
n
R上的L可测
函数.
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提示: 先设
A
If =是特征函数.
14. 举例说明, 一族可测函数}:{ Itf
t
∈的上确界函数
t
It
ff
∈
= sup不一定可测.
15. 举例说明, 若f是
1
R上的L可测函数, A是
1
R中的L可测集, )(
1
Af
?
不
一定是L可测集.
提示: 利用§3.1例6中的结果..
16. 设),( FX是一可测空间, ),( txf是定义在]1,0[×X上的函数. 若对每个
],1,0[∈t ),( txf对x可测, 对每个,Xx∈ ),( txf对t连续, 证明),(max)(
10
txfxg
t≤≤
=
是可测函数.
17. 证明§3.1定理.7和定理.8.
18. 设f和g是定义在
1
R上的两个连续函数. 证明若f和g (关于L测度)几乎处
处相等, 则f和g处处相等.
19. 设f和g是)1,0(上单调减少的左连续函数. 若对任意∈c
1
R总有
}),({})({ cgmcfm ≥=≥ 证明).1,0(),()( ∈= xxgxf
20. 设f是有限测度空间),,( μFX上的a.e.有限的可测函数. 证明对任意,0>δ 存
在可测集,XA ?
δ
使得,)( δ
δ
<? AXm 并且在
δ
A上, f有界.
21. 设}{
n
f是一列可测函数. 证明)(lim:{ xfxA
n
n ∞→
=存在并且有限}是可测集.
22. 设)(
n
f是可测函数列. 证明:
(1) 若a.e.,,,
a.e.a.e.
gfgfff
nn
=?→??→?则
(2) 若,, gfff
nn
?→??→?
μμ
则a.e.,gf =
23. 证明: (1) 若,
a.un.
ff
n
??→? 则.
a.e.
ff
n
?→?
(2) 若,
a.un.
ff
n
??→? 则.ff
n
?→?
μ
24. 证明若,ff
n
?→?
μ
则a.e.,limlim
n
n
n
n
fff
∞→
∞→
≤≤
25. 证明若,, ggff
nn
?→??→?
μμ
则
.,)().4(
.).3(
)(.).2(
,).1(
fggfX
gfgf
ff
ff
nn
nn
n
n
?→?+∞<
+?→?+
?→?
?→?
μ
μ
μ
μ
μ
ααα
则若
是常数
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26. 设,ff
n
?→?
μ
).1(a.e.
1
≥≤
+
nff
nn
证明.
a.e.
ff
n
?→?
27. 设}{
k
E是一列可测集使得.)(
1
∑
∞
=
+∞<
k
k
Eμ 若在每个
k
E上,ff
n
?→?
μ
证明
在
∪
∞
=
=
1k
k
EE上.ff
n
?→?
μ
28. 设f是几乎处处有限的可测函数. 证明存在有界可测函数列},{
n
f 使得
.ff
n
?→?
μ
29. 设F是
n
R中的闭集. 试作
n
R上的连续函数列},{
k
f 使得
),()(lim xIxf
Fk
k
=
∞→
∈x .
n
R
提示: 先作一列开集},{
k
G 使得.
1
∩
∞
=
=
k
k
GF
30. 设f是定义在],[ ba上的a.e.有限的L可测函数. 证明存在],[ ba上的一列连续
函数},{
n
g 使得,a.e.fg
n
→ 并且.1,)(sup)(sup ≥≤
≤≤≤≤
nxfxg
bxa
n
bxa
31. 设f是定义在L可测集?E
n
R上的函数. 若对任给的,0>δ 存在闭集
,EF ?
δ
使得,)( δ
δ
<?FEm并且f在
δ
F上连续. 则f是E上的L可测函数.