勒贝格积分

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  贝格积分汉语拼音lè bèi gé jī fēn),(Lebesgue integral),分析数学中普遍使用的工具。1902年由法国数学家H.L.勒贝格建立。它是黎曼积分(简记为(R)积分)的重要推广,它克服了(R)积分的许多局限性。一个在[a,b]上(R)可积的有界函数一定在[a,b]上勒贝格可积〔简记为(L)可积〕,但反之不然。典型的例子是狄利克雷函数D(x),它在[0,1]中的有理数上取值为1,在其余点取值为0,则D(x)在[0,1]上有界,(R)不可积,但(L)是可积的,积分值为0。

  (L)积分除了具有与(R)积分相似的性质(例如线性性质、对积分区域的有限可加性、单调性等)外,还有其特有的性质:对积分区域的可列可加性、唯一性、绝对可积性、绝对连续性,以及有关交换积分与极限次序的三大定理:单调收敛定理、法都引理、勒贝格控制收敛定理等。正是这些基本性质使得(L)积分具有广泛的应用。例如:利用单调收敛定理及(L)积分与(R)积分间的关系,可以很容易地进行逐项积分,得到

    勒贝格积分1.jpg

  但是如果对

    勒贝格积分2.jpg

  用(R)积分理论进行逐项积分,就需要验证级数勒贝格积分3.jpg在[0,1]上的一致收敛性,这是不可能的,因为该级数在x=1处发散,这也正说明(R)积分理论对于交换积分与极限次序的条件太强、太苛刻。