∑

数学知识体系

Observatory Archive of Mathematics
⌕2026/8/31
概念

可测函数

可测函数由简单函数逐点逼近,依测度收敛是比逐点收敛更灵活的收敛概念。

所属主题:实分析 ↗
阅读路径

参考可汗学院 Get ready 机制:先修概念 → 当前概念 → 进阶概念,✓ 表示已读。

当前概念

可测函数实分析

01定义

可测函数是「原像可测」的函数:每个水平截口 {f>t}\{f>t\} 都是可测集。可测函数恰是简单函数(有限值分块常值)的逐点极限——从最简单的构件逼近一切,这是勒贝格积分的构造蓝图。
t₃ t₂ t₁ 水平切片 {f > t} 在 x 轴上的投影须可测 按值分层而非按域分割——勒贝格思想的几何体现
可测性:一切水平截口的投影都可测

02核心要点

01

简单函数逼近

任何非负可测函数都是递增简单函数列的逐点极限;积分先对简单函数定义(值 × 测度之和),再取极限。

02

收敛的层级

几乎处处、依测度、LpL^p 收敛强弱分明:a.e. ⇏\not\Rightarrow 依测度(无有限测度假设);有限测度下 a.e. ⇒\Rightarrow 依测度(叶戈罗夫更给出「几乎一致」)。

03

运算封闭

可测函数的极限、连续复合、上下确界仍可测;连续函数与博雷尔函数都可测——日常见到的函数几乎全部合格。

03关键公式

f 可测  ⟺  {x:f(x)>t} 可测, ∀t∈Rf\ \text{可测}\iff\{x:f(x)>t\}\ \text{可测},\ \forall t\in\mathbb{R}

04历史沿革

勒贝格 1904 年《积分、长度与面积》系统阐述可测函数;博雷尔、贝尔的函数分层(贝尔纲)揭示了可测函数的层级结构。

05应用与延伸

随机变量即测度空间上的可测函数——概率论的现代定义;图像处理的可测选择、经济学的可测选择定理(存在性证明)。

06交互演示

可测函数:简单函数逼近阶梯函数列 φₙ → f:每层误差 ≤ 1/2ⁿ

07相关概念