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$\bf证明$  由于$f_n$几乎处处收敛于$f$,且$\displaystyle|{f_n}|\mathop { \le}
\limits_{a.e.} F$,则令$n \to \infty $,有$\displaystyle|{f}|\mathop { \le}
\limits_{a.e.} F$,从而由$F$可积得到$f$是可积的

$(1)$首先考虑$m\left( E \right) < \infty $的情况

由于$F$可积,则由积分的全连续性知,对任给的$\varepsilon  > 0$,存在$\delta  >
0$,使得对任意可测集$e \subset E$满足$m\left( e \right) < \delta $时,有

eF(x)dx <ε4

又由于$f_n$几乎处处收敛于$f$,则由$\bf{Egoroff定理}$知,对上述的$\delta  >
0$,存在可测集${E_\delta } \subset E$,使得

m(E?Eδ)<δ

且$f_n$在${E_\delta }$上一致收敛于$f$,即对任给的$\varepsilon  > 0$,存在$N$,使得当$n \ge
N$时,对任意$x \in {E_\delta }$,有

|fn(x)?f(x)|<ε2m(E)

从而可知

Efn(x)dx?∫Ef(x)dx∣≤∫E|fn(x)?f(x)|dx=∫E?Eδ|fn(x)?f(x)|dx+∫Eδ|fn(x)?f(x)|dx<∫E?Eδ2F(x)dx+ε2m(E)?m(E)<ε22=ε 

$(2)$其次考虑一般的$E$的情况

设$\left\{ {{E_n}} \right\}$是$E$的测度有限的单调覆盖,则由$F$可积的定义知

limn→∞En[F]n(x)dx =∫EF(x)dx

即对任给的$\varepsilon  > 0$,存在$N$,使得当$n \ge N$时,有

0≤∫EF(x)dx ?∫En[F]n(x)dx <ε4

于是当$n \ge N$时,我们有

E?En[fn(x)?f(x)]dx∣≤∫E?En2F(x)dx=2(∫EF(x)dx?∫EnF(x)dx)≤2(∫EF(x)dx?∫En[F]n(x)dx)<ε2

又对于测度有限的${E_n}$,由$(1)$可知,当$n \ge N$时,有

En[fn(x)?f(x)]dx∣2

所以对任给的$\varepsilon  > 0$,存在$N$,使得当$n \ge N$时,有

E[fn(x)?f(x)]dx∣≤∣E?En[fn(x)?f(x)]dx∣+∣En[fn(x)?f(x)]dx∣22

$\bf注1:$$\bf(引理)$设$f$是$E$上的可积函数,$g$是$E$上的可测函数,若$\left| g \right| \le
f$,则$g$也是可积的

方法一

$\bf注2:$$\bf(积分的全连续性)$设$f$是$E$上的可积函数,则对任给的$\varepsilon  >
0$,存在$\delta  > 0$,使得对任意可测集$e \subset E$满足$m\left( e \right) < \delta
$时,有\[\int_e {\left| {f\left( x \right)} \right|dx}  < \frac{\varepsilon
}{4}\]

方法一

$\bf注3:$

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时间: 2024-08-10 15:11:35

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