實變函式講測度論可測函式積分論目的是做什麼呢?

時間 2021-06-02 12:35:41

1樓:指尖菸草味

引入測度論是為修改"長度公理","長度公理"是對有限個物件的作用,測度論研究的是無限個物件,而且還是可數個. 積分論是為解決黎曼積分所不能解決的或者是作為補充他的缺陷

2樓:

形象比喻的話,我不相信你們老師沒用過數錢那個比方。

不知道你們用的是那本教材,但是中文的絕大部分教材都會舉狄利克雷函式的例子,也會有那道「證明黎曼可積函式一定勒貝格可積」的習題,如果還進一步講到了里斯(Risez)表示定理,就會提到對於一切有緊支集的連續函式,黎曼可積與勒貝格可積等價。所以直觀上說,勒貝格積分是黎曼積分的一種推廣,從線性運算元的角度來說,黎曼積分是勒貝格積分在有緊支集函式空間上的限制。

而如果不學習調和分析,而是學習概率論的話,最簡單的答案就是現代概率論就是建立在這套積分理論上的,因為它把乙個事件看成乙個集合,用測度去衡量這個集合。如果不學習實變,高等概率論裡面的術語是聽不懂的(雖說教材裡基本都會粗粗過一遍)。

3樓:WiaQ

上面有個答主 @Vicktore 的回答已經比較充分了,我再做一點補充。我在這裡預設只關注Lesbegue測度,但事實上測度理論遠遠不僅限於此。

黎曼可積的充要條件是被積函式在積分域上幾乎處處連續,也就是在積分域中挖掉乙個零測集,剩下的地方都是連續的。但這是乙個非常強的條件,很容易就可以舉出不滿足這個條件的例子,比如狄利克雷函式,在有理數取1,無理數取0,這樣的函式在R上處處不可積。

Lesbegue積分引入的意義,正如這位答主所說,其實就是為了將可以積分的函式的範圍拓寬。這個範圍的拓寬進而有兩方面的作用。

其一,因為黎曼可積必然Lesbegue可積(當然是在正常積分的條件下,反常積分要求還要多一點,需要絕對收斂),在實際積分的過程中,我們可以將乙個黎曼積分視作Lesbegue積分,從而可以利用Lesbegue積分的性質來解決問題。

其二,在理論研究的層面,拓寬了可積分函式的範圍之後我們也就有了更多可以做地東西。

另外,Vicktore的答案裡面提到「基本上在任何集合上都可以談積分,而不僅限於歐式空間」,這句話如果只考慮Lesbegue測度的話,是有問題的。Lesbegue積分依舊是在歐式空間中的積分,是不可能對非歐式空間中的物件做積分的,比如說[a,b]上的連續函式空間C[a,b],這個肯定是沒辦法拿Lesbegue積分來做的。但如果要拓寬到抽象測度空間上就是另一回事了。

所以,這也告訴了我們另乙個問題:Lesbegue積分雖然拓寬了可以做積分的函式的範圍,但仍然有它自己的限制,不過一般來講已經夠用了。

4樓:cvgmt

可測這個條件非常弱,因此包括的物件很廣,很多不規則的函式,不規則的圖形都是可測的,雖然它們通常甚至連續都不是,更不要說可導,光滑。

如果要精細的刻畫這種不是很好的函式,一定要引進這套理論,現實當中,大部分是這種函式。

又比如,我們習慣用光滑,連續函式逼近不規則的函式,要度量這種逼近的誤差,也要引進測度這種度量方式。畢竟測度是長度,面積,體積等度量方式的推廣。

5樓:Vicktore

我覺得是為了拓寬可以做積分的函式的範圍。

黎曼積分能處理的情形還是極為有限的。R1上還好,到Rn上,黎曼積分的體系已經很不方便了,要靠劃分網格去取樣逼近,還要頭疼區域邊界產生的各種正則性問題,直觀倒還直觀,但已經很不簡潔了。

6樓:蕭蕭白馬

如果不懂測度,那麼眼中的世界就是完全均勻的。

從勒貝格積分到一般的測度積分,就像是從常數推廣到了函式。想一想如果世界上只有常值函式... 會發生什麼

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