• 締切済み

ルベーグ積分に関する質問です。

ルベーグ積分に関する質問です。 f:(-π,π)→(実数または±∞)とし、fは(-π,π)上ルベーグ積分可能とします。 (-π,π)に含まれる任意の区間(a,b)上での積分が0すなわち∫_a^bf(s)ds=0とします。 この時、fがほとんどいたるところ0になることを証明してほしいです。(そもそもfはほとんどいたるところ0になりますか?)

みんなの回答

回答No.1

たぶんこんな感じだと思う m((a,b]) = b-a としてルベーグ測度を構成したように μ((a,b]) = int[(a,b]]f(x)dx として測度を構成する m ルベーグ測度 f = g - h g = max{f,0} h = max{0,-f} J = 右閉集合(a,b]の直和全体 G(A) = int[A]g(x)dm H(A) = int[A]h(x)dm GとHはルベーグ集合体上の完備測度 GとHの誘導外測度を MG(A) = inf{G(E)|A⊂E, E?J} MH(A) = inf{H(E)|A⊂E, E?J} int[a,b]f(x)dx = 0 ⇒ G((a,b)) = H((a,b)) だから MG = MH GはMGから、HはMHから決定される完備測度と一致する MG = MH だから G = H したがって、任意のルベーグ可測集合Aに対して inf[A]f(x)dx = 0 t > 0とする A(t) = {x ? T | g(x) > t}とすると 0 = int[A(t)]f(x)dm = int[A(t)]g(x)dm ≧ tm(A(t)) よって m(A(t)) = 0 t → ∞ とすれば m(A(0)) = 0 つまり、g = 0 a.e. hも同様

kenianonityan
質問者

お礼

簡単な論理でわかりやすかったです。ありがとうございます。 測度ってこういう風にも使えるんですね。引き続き勉強をがんばります^^

関連するQ&A

  • 今日中に知りたいです!ルベーグ積分について・・・

    今日中に知りたいです!ルベーグ積分について・・・ ルベーグ外測度の定義を以下のようにします。 I:=Π(j=1→n)(aj bj] ただし-∞≦aj<bj≦∞ v(I):=Iのn次元体積 ただしaj=∞又はbj=∞となるjが1つでもあればv(±)=∞とする。 ε:Φと全ての左半開区間からなる集合族 あるE⊂R^nに対して SE:={Ij}j=1→∞、s.t{Ij}j=1→∞⊂ε、∪j=1→∞Ij⊃E このようなSE全体をS*(E)と表し、σ(SE):=Σj=1→∞v(Ij)としたとき |Ee|:=inf{σ(SE)|SE∈S*(E)} これをルベーグ外測度とします。 R上の一点A={1}に対し |A|eを定義に基づいて求めよ。 という問題を解きたいのですが 上のEをAと見なして・・・ そもそも求めるべきものはA={1}を囲むことのできる区間のことでしょうか? それとも答えは点になるのでしょうか? 分かって無くてすみません。だれか問題の答えを教えてください。

  • ルベーグ積分の詳しい本

    ルベーグ積分をゼミでやっているのですが (書名がわからないのですが英語の本です。  水田義弘先生の「ルベーグ積分入門」がいちおう訳書らしいです) いままで可測な集合と関数についてやっていて、やっと定義にありついたところで 非負のμ-measurableな関数は、必ずμ-integrableという記述があり 証明しなければいけないのですが、 fの関数の上積分と下積分が等しくなるとき、μ-integrableなので、 上積分≧下積分 と 下積分≦上積分 を示せばいいのですが 下積分≦上積分のほうを示すとき 数学専門の科のゼミではないので自力で証明はしなくていいから 本を探してこい、と言われましたが 大学の図書館に行ってもちんぷんかんぷんでわかりません。 詳しく証明が載っている本をご存知のかた、 教えてください。

  • ルベーグ積分

    大学数学、ルベーグ積分の問題です。 以下の問題の解き方が分かりません。ご回答よろしくお願いします。 (X,B,μ)を測度空間として、AをBを含むX上のσ-加法族とする。このとき、以下の2条 件は同値であることを示せ。 (1)「E∈B,F⊂E,μ(E)=0」⇒「F∈A」 (2)「E_1,E_2∈B,E_1⊂F⊂E_2,μ(E_2\E_1)=0」⇒「F∈A」

  • 質問です。

    質問です。 試験問題が解けずに困っています。 bを正の実数として、区間(0、b」で、0<α<1に関して0の近傍(x>0)でx^α|f(x)|が有界であるならば、広義積分(区間(0,b」でのf(x)の積分)は収束することを証明する問題なのですが、 そもそもx^α|f(x)|が有界であることを証明するにはどのような手法をとればいいですか?

  • 微分の質問です

    閉区間[a,b]の任意の定数cと、実数xについて、2次導関数f''(x)<0 が常に成り立つとき、 f(x)-f(c)<=f'(c)*(x-c) であることを証明したい。上に凸なのでグラフを描けば成り立つように見えますが、どう証明すれば良いでしょうか。もしかすれば条件が欠けているかも知れません。

  • 上積分と下積分について

    画像の問5が分からず質問させて頂きました。ちなみに、[a,b]の分割Δ={x0,x1,…,xn}に対して、小区間 [xi,xi-1]におけるf(x)の上限、下限を各々Mi,miとおいた時  ̄S(Δ)=ΣMi(xi-xi-1) _S(Δ)=Σmi(xi-xi-1)としてます。 問4は「[a,b]で有界な関数f(x)は積分可能」⇔「f(x)の上積分=下積分=定積分」であることを使って分かったので問5も同じ感じで取り掛かったのですがダメでした(^^; よろしくお願いいたしますm(__)m

  • ルベーグ積分

    ルベーグ積分 高木関数 P(x)=Σ[n=0→∞] 1/(4^n)ψ{(2^n)x}とする。この時 P(x)=2x(1-x)となることを『でx=1/2, 1/4, 3/4, 1/8, 3/8, 5/8, 7/8 ...で同じ値をとることの確認、連続性を示す』という方針で証明して頂きたいです。 ψ:[0,1]→[0,1]を0≦x<1/2においてψ(x)=x, 1/2≦x≦1においてψ(x)=1-xと定める。 ψ{(2^n)x}はR全体、全ての値で定義されています。

  • {s_n}をf∈L^+(a,b)の定義関数列とする時,lim[n→∞]∫[a..b](f(x)-s_n(x))dx=0を示せ

    L^+(a,b) を区間(a,b)上の非負可積分関数全体の集合とする。 f∈L^+(a,b)に対し,定義関数列{s_n}が存在する。その時, lim[n→∞]∫[a..b](f(x)-s_n(x))dx=0を示せ。 (この∫は単関数のルベーグ積分) という問題なのですがどのように証明していいのか分かりません。 定義関数列の定義からs_1(x)≦s_2(x)≦…≦f(x) でs_n(x)はf(x)に近づいていくので0となる事は直観では分かるのですが…。 どのようにすればいいのでしょう?

  • 単関数のルベーグ積分でC⊂Dならば∫_Cfdm≦∫_Dfdm?

    なかなか定義が明記されてなくて難儀しております。 mは測度のことと思われます。 (単関数の積分) [問]f,gは非負の値を採る単関数,C,D∈Bとする時,次が成立する。 (1) C∩D=φならば∫_(C∪D) fdm=∫_Cfdm+∫_Dfdm (2) C⊂Dならば∫_Cfdm≦∫_Dfdm [(1)の証] ∫_(C∪D) fdm=a・m(C∪D) (a∈R) (∵ルベーグ積分の定義) =a(m(C)+m(D)) (∵測度空間の定義) =a・m(C)+a・m(D) =∫_Cfdm+∫_Dfdm (∵ルベーグ積分の定義) [(2)の証] ∫_Cfdm=a・m(C) (∵ルベーグ積分の定義) ここから ≦a・m(D)が言えません。 どのようにして言えますでしょうか?

  • ルベーグ積分の問題です。至急お願いします!

    お手数だとは思いますが お願いします。 (S,A,μ)を測度空間とする。fを非負可測関数,すなわち任意のx∈Sに対して f(x)≧0で ・∫S(f)dμ=0 (Sは下つきで積分範囲です) を満たすものとする。このときf=0がほとんどいたるところで成り立つことを以下のようにしめせ。 (1)自然数nに対して An={x∈S|f(x)≧1/n}とするとき μ(An)≦n∫S(f)dμ が成立することを示せ。 (2)μ(An)=0であることをしめせ。 (3)μ(∪An)(n≧1)=0が 成り立つことを示せ (4)fはS上ほとんど至る所0であることを示せ。 よろしくお願いします。