《实变函数简明教程》,P114,第7题(积分具有绝对连续性 推导 Lebesgue可积)
积分绝对连续性
可测集 E E E上的可积函数 f f f的Lebesgue积分具有绝对连续性是指,对任意的 ε > 0 \varepsilon >0 ε>0,存在 δ > 0 \delta >0 δ>0,使得对 E E E的任意可测子集 E 0 {
{E}_{0}} E0,只要满足 m E 0 < δ m{
{E}_{0}}<\delta mE0<δ,就有
∫ E 0 ∣ f ( x ) ∣ d x < ε . \int_{
{
{E}_{0}}}{\left| f\left( x \right) \right|dx}<\varepsilon . ∫E0∣f(x)∣dx<ε.
待分析命题
若 f f f是有界可测集 E E E上的可测函数,并且它的积分具有绝对连续性,则 f ∈ L ( E ) f\in L\left( E \right) f∈L(E)。
引理:P57,29(2)
若 m E < ∞ mE<\infty mE<∞,则对于任意正数 δ \delta δ, E E E可以分解为有限个测度小于 δ \delta δ的可测集之并。
证明过程
由于 f f f在 E E E上的积分具有绝对连续性,因此 ∀ ε > 0 \forall \varepsilon >0 ∀ε>0, ∃ δ > 0 \exists \delta >0 ∃δ>0,使得对 E E E的任意可测子集 F F F,成立
∫ F ∣ f ( x ) ∣ d x < ε , ∀ F 满 足 m F < δ . (1) \int_{F}{\left| f\left( x \right) \right|dx}<\varepsilon ,\text{ }\forall F满足mF<\delta . \tag{1} ∫F∣f(x)∣dx<ε, ∀F满足mF<δ.(1)
由于可测集 E E E有界,即 m E < ∞ mE<\infty mE<∞,根据课本P57的第29题第(2)小问,对 δ > 0 \delta >0 δ>0, E E E可以分解为有限个测度小于 δ \delta δ的可测集之并,即有