叶戈罗夫定理
定理的陈述
设(M,d)为一个可分度量空间(例如实数,度量为通常的距离d(a,b) = |a − b|)。给定某个测度空间(X,Σ,μ)上的M-值可测函数的序列(fn),以及一个有限μ-测度的可测子集A,使得(fn)在A上μ-几乎处处收敛于极限函数f,那么以下结果成立:对于每一个ε > 0,都存在A的一个可测子集B,使得μ(B) fn)在相对补集A \ B上一致收敛于f。
在这里,μ(B)表示B的μ-测度。该定理说明,在A上几乎处处逐点收敛,意味着除了在任意小测度的某个子集B上外一致收敛。这种收敛又称为几乎一致收敛。
假设的讨论
注意μ(A) < ∞的假设是必要勒贝格测度格测度下,考虑定义在实直线上的实值指示函数的序列:
这个序列处处逐点收敛于零函数,但对于任何有限测度的集合B,它在R \ B上不一致收敛。
度量空间的可分性是需要的,以保证对于M-值可测函数f和g,距离d(f(x), g(x))也是x的可测实值函数。
证明
对于实数n和k,定义集合En,k为以下并集:
当n增加时这些集合逐渐变小,意味着En+1,k总是En,k的子集,因为第一个并集包含了较少的集合。一个点x,使得序列(fm(x))收敛于f(x),不能位于每一个En,k中(对于固定的k),因为fm(x)最终必须离f(x)比离1/k更近。因此根据在A上μ-几乎处处逐点收敛的假设,有:
对于每一个k。由于A的测度是有限的,我们便可从上面推出连续性;因此对于每一个k,都存在某个自然数nk,使得:
对于这个集合中的x,我们认为逼近f(x)的1/k-邻域的速度太慢。定义
为A中所有点x的集合,使得逼近f(x)的至少一个1/k-邻域的速度太慢。因此,在集合差A \ B上,我们便得出一致收敛。
根据μ的σ可加性,并利用几何级数,我们便得到:
参考文献
Richard Beals (2004). Analysis: An Introduction. New York: Cambridge University Press. ISBN 0-521-60047-2.
Dmitri Egoroff (1911). Sur les suites des fonctions measurables. C.R. Acad. Sci. Paris, 152:135–157.
Eric W. Weisstein et al. (2005).Egorov"s Theorem. 于2005年4月19日访问。
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