可测函数
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可测函数是可测空间之间的保持(可測集合)結構的函数,也是勒貝格積分或實分析中主要討論的函數。数学分析中的不可测函数一般视为病态的。
如果Σ是集合X上的σ代数,Τ是Y上的σ代数,则函数f : X → Y是Σ/Τ可测的,如果Τ内的所有集合的原像都在Σ内。
根据惯例,如果Y是某个拓扑空间,例如实数空间Rdisplaystyle mathbb R ,或复数空间Cdisplaystyle mathbb C ,则我们通常使用Y上的开集所生成的波莱尔σ代数,除非另外说明。在这种情况下,可测空间(X,Σ)又称为波莱尔空间。
如果从上下文很清楚Τ和Σ是什么,则函数f可以称为Σ可测的,或干脆称为可测的。
目录
1 特殊可测函数
2 可测函数的性质
3 不可测函数
4 参见
5 参考文献
特殊可测函数
如果(X, Σ)和(Y, Τ)是波莱尔空间,则可测函数f又称为波莱尔函数。所有连续函数都是波莱尔函数,但不是所有波莱尔函数都是连续函数。然而,可测函数几乎是连续函数;参见卢辛定理。
根据定义,随机变量是定义在样本空间上的可测函数。
可测函数的性质
- 两个可测的实函数的和与积也是可测的。
- 如果函数f是Σ1/Σ2displaystyle Sigma _1/Sigma _2可测的,函数g是Σ2/Tdisplaystyle Sigma _2/mathrm T 可测的,那么复合函数g∘fdisplaystyle gcirc f是Σ1/Tdisplaystyle Sigma _1/T可测的。[1]
- 可数个可测函数的最小上界也是可测的。如果(fn)displaystyle (f_n)是一个可测函数序列,在[−∞, +∞]中取值,那么lim supnfndisplaystyle limsup _nf_n也是可测的。
- 可测函数的逐点极限是可测的。(连续函数的对应命题需要比逐点收敛更强的条件,例如一致收敛。)
- 只有可测函数可以进行勒贝格积分。
- 一个勒贝格可测函数是一个实函数f : R → R,使得对于每一个实数a,集合
- x∈R:f(x)>adisplaystyle xin mathbb R :f(x)>a
- 都是勒贝格可测的集合。勒贝格可测函数的一个有用的特征,是f是可测的当且仅当mid-g,f,g对于所有非负的勒贝格可积函数g都是可积的。
不可测函数
不是所有的函数都是可测的。例如,如果Adisplaystyle A是实数轴Rdisplaystyle mathbb R 的一个不可测子集,那么它的指示函数1A(x)displaystyle 1_A(x)是不可测的。
参见
- 可测函数的向量空间:Lpdisplaystyle L^p空间
- 保测动态系统
参考文献
^ Billingsley, Patrick. Probability and Measure. Wiley. 1995. ISBN 0-471-00710-2.