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。
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01定义
可测函数是「原像可测」的函数:每个水平截口 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。
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、 收敛强弱分明:a.e. 依测度(无有限测度假设);有限测度下 a.e. 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
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