实变函数(复习资料资料带标准答案).doc

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1、实变函数试卷一一、单项选择题(3分5=15分)1、下列各式正确的是( )(A); (B);(C); (D);2、设P为Cantor集,则下列各式不成立的是( )(A) c (B) (C) (D) 3、下列说法不正确的是( )(A) 凡外侧度为零的集合都可测(B)可测集的任何子集都可测(C) 开集和闭集都是波雷耳集 (D)波雷耳集都可测4、设是上的有限的可测函数列,则下面不成立的是( )(A)若, 则 (B) 是可测函数(C)是可测函数;(D)若,则可测5、设f(x)是上有界变差函数,则下面不成立的是( )(A) 在上有界 (B) 在上几乎处处存在导数(C)在上L可积 (D) 二. 填空题(3分

2、5=15分)1、_2、设是上有理点全体,则=_,=_,=_.3、设是中点集,如果对任一点集都_,则称是可测的4、可测的_条件是它可以表成一列简单函数的极限函数.(填“充分”,“必要”,“充要”)5、设为上的有限函数,如果对于的一切分划,使_,则称为 上的有界变差函数。三、下列命题是否成立?若成立,则证明之;若不成立,则举反例说明.(5分4=20分)1、设,若E是稠密集,则是无处稠密集。2、若,则一定是可数集.3、若是可测函数,则必是可测函数4设在可测集上可积分,若,则四、解答题(8分2=16分).1、(8分)设 ,则在上是否可积,是否可积,若可积,求出积分值。考 生 答 题 不 得 超 过 此

3、 线2、(8分)求五、证明题(6分4+10=34分).1、(6分)证明上的全体无理数作成的集其势为.2、(6分)设是上的实值连续函数,则对于任意常数是闭集。考 生 答 题 不 得 超 过 此 线3、(6分)在上的任一有界变差函数都可以表示为两个增函数之差。4、(6分)设在上可积,则.5、(10分)设是上有限的函数,若对任意,存在闭子集,使在上连续,且,证明:是上的可测函数。(鲁津定理的逆定理试卷一 (参考答案及评分标准)一、1. C 2 D 3. B 4. A 5. D二、1 2、; ; 3、4、充要 5、成一有界数集。三、1错误2分例如:设是上有理点全体,则和都在中稠密5分2错误2分例如:设

4、是集,则,但c , 故其为不可数集 5分3错误例如:设是上的不可测集,则是上的可测函数,但不是上的可测函数4错误四、1在上不是可积的,因为仅在处连续,即不连续点为正测度集.3分因为是有界可测函数,在上是可积的6分因为与相等,进一步,8分2解:设,则易知当时, 2分又因,(),所以当时,4分从而使得6分但是不等式右边的函数,在上是可积的,故有8分五、1设 2分 .3分.5分6分2.2分.3分5分.6分3. 对,使对任意互不相交的有限个当时,有2分将等分,使,对,有,所以在上是有界变差函数.5分所以从而,因此,是上的有界变差函数.6分4、在上可积2分据积分的绝对连续性,有.4分对上述,从而,即6分

5、5存在闭集在连续2分令,则在连续4分又对任意,.6分故在连续.8分又所以是上的可测函数,从而是上的可测函数.10分实变函数试卷二一.单项选择题(3分5=15分)1设是两集合,则 =( )(A) (B) (C) (D) 2. 下列说法不正确的是( )(A) 的任一领域内都有中无穷多个点,则是的聚点(B) 的任一领域内至少有一个中异于的点,则是的聚点(C) 存在中点列,使,则是的聚点(D) 内点必是聚点3. 下列断言( )是正确的。(A)任意个开集的交是开集;(B) 任意个闭集的交是闭集;(C) 任意个闭集的并是闭集;(D) 以上都不对;4. 下列断言中( )是错误的。(A)零测集是可测集; (B

6、)可数个零测集的并是零测集;(C)任意个零测集的并是零测集;(D)零测集的任意子集是可测集;5. 若,则下列断言( )是正确的(A) 在可积在可积;(B) (C) ;(D) 二. 填空题(3分5=15分)1、设,则_。2、设为Cantor集,则 ,_,=_。3、设是一列可测集,则4、鲁津定理:_5、设为上的有限函数,如果_则称为上的绝对连续函数。三.下列命题是否成立?若成立,则证明之;若不成立,则说明原因或举出反例.(5分4=20分)1、由于,故不存在使之间对应的映射。2、可数个零测度集之和集仍为零测度集。3、收敛的函数列必依测度收敛。4、连续函数一定是有界变差函数。四.解答题(8分2=16分

7、)1、设 ,则在上是否可积,是否可积,若可积,求出积分值。2、求极限 .五.证明题(6分3+ =34分)1.(6分) 1、设f(x)是上的实值连续函数,则对任意常数 c, 是一开集.2.(6分) 设使,则E是可测集。3. (6分)在上的任一有界变差函数都可以表示为两个增函数之差。4.(8分)设函数列 在有界集上“基本上”一致收敛于,证明:收敛于。5.(8分)设在上可积,则对任何,必存在上的连续函数,使.(答案及评分标准)一、1,C 2, C 3, B 4, C 5, A二、1, 2,c ;0 ; 3, 4,设是上有限的可测函数,则对任意,存在闭子集,使得在上是连续函数,且。5,对任意,使对中互

8、不相交的任意有限个开区间只要,就有三、1错误 记中有理数全体显然。5分2正确设为零测度集, ,所以,因此,是零测度集。5分3错误。例如:取作函数列:显然当。但当时,且这说明不测度收敛到1.5分4错误2分例如:显然是的连续函数。如果对取分划,则容易证明,从而得到5分四、1在上不是可积的,因为仅在处连续,即不连续点为正测度集3分因为是有界可测函数,所以在上是可积的.6分因为与相等, 进一步,8分2设,则易知当时,2分又4分但是不等式右边的函数,在上是可积的6分故有8分五、1.1分在点连续,对当时,有3分,5分因此,从而为开集.6分2对任何正整数,由条件存在开集使1分令,则是可测集3分又因对一切正整

9、数成立,因而,即是一零测度集,所以也可测.5分由知,可测。6分3、易知是上的增函数2分令, 则对于有所以是上的增函数4分因此,其中与均为上的有限增函数.6分4、因为在上“基本上”一致收敛于,所以对于任意的,存在可测集,在上一致收敛于,且3分令,则在上处处收敛到5分,k=1,2所以8分5、证明:设由于在上有限,故.2分由积分的绝对连续性,对任何,使4分令,在上利用鲁津定理,存在闭集和在上的连续函数使(1)(2)时,且6分所以.8分实变函数试卷三(参考答案及评分标准)一、单项选择题(3分5=15分)1、设,则( B )(A) (B)(C) (D)2、设是上有理点全体,则下列各式不成立的( D )(

10、A) (B) (C) =0,1 (D) 3、下列说法不正确的是( C )(A) 若,则 (B) 有限个或可数个零测度集之和集仍为零测度集 (C) 可测集的任何子集都可测 (D)凡开集、闭集皆可测4、设是一列可测集,且,则有( A )(A) (B) (C);(D)以上都不对5、设f(x)是上绝对连续函数,则下面不成立的( B )(A) 在上的一致连续函数 (B) 在上处处可导(C)在上L可积 (D) 是有界变差函数二. 填空题(3分5=15分)1、设集合,则_2、设为Cantor集,则 ,_0_,=_。3、设是中点集,如果对任一点集都有_,则称是可测的4、叶果洛夫定理:设是上一列收敛于个有限的函

11、数 的可测函数,则对任意存在子集,使在上一致收敛且。5、设在上可测,则在上可积的 充要 条件是|在上可积.(填“充分”,“必要”,“充要”)三、下列命题是否成立?若成立,则证明之;若不成立,则举反例说明.(5分4=20分)1、任意多个开集之交集仍为开集。解:不成立 2分反例:设Gn=( ),n=1,2,L, 每个Gn为开集但 不是开集. 5分2、若,则一定是可数集.解:不成立 反例:设是集,则, 但c , 故其为不可数集 .5分3、收敛的函数列必依测度收敛。解:不成立 2分例如:取作函数列:显然当。但当时,且这说明不测度收敛到1 5分4、连续函数一定是有界变差函数。解:不成立 2分例如:显然是

12、的连续函数。如果对取分划,则容易证明,从而得到 5分四、解答题(8分2=16分).1、(8分)设 ,则在上是否可积,是否可积,若可积,求出积分值。解:在上不是可积的,因为仅在处连续,即不连续点为正测度集 .3分因为是有界可测函数,在上是可积的 6分因为与相等,进一步, 8分2、求极限 解:记则在0,1上连续,因而在0,1上(R)可积和(L)可积. .2分又 4分 .6分且在上非负可积,故由Lebesgue控制收敛定理得 .8分五、证明题(6分4+10=34分).1、(6分)试证证明:记中有理数全体,令显然 5分所以 6分2、(6分)设f(x)是上的实值连续函数,则对任意常数 c, 是一开集.证

13、明: .1分因f(x)连续,故. .4分即.所以是E的内点.由的任意性,E的每一个点都是内点,从而E为开集. 6分考 生 答 题 不 得 超 过 此 线3、(6分)设是可测集的非负可积函数,是的可测函数,且,则也是上的可积函数。证明:, 1分是可测集的非负可积函数 是上的可积函数. . 4分同理,也是上的可积函数.是上的可积函数。 6分4、(6分)设在上积分确定,且于,则在上也积分确定,且证明:于 在上积分确定,在上也积分确定,且5、(10分)设在上,而成立,则有证明:记,由题意知由知 2分对任意,由于从而有 又因为在上,故 8分所以于是: 故在上有 10分实变函数试卷四(参考答案及评分标准)

14、一.单项选择题(3分5=15分)1设P为Cantor集,则 C(A) 0 (B) (C) (D) 2. 下列说法不正确的是( C )(A) 的任一领域内都有中无穷多个点,则是的聚点(B) 的任一领域内至少有一个中异于的点,则是的聚点(C) 存在中点列,使,则是的聚(D) 内点必是聚点3.设在上可积,则下面不成立的是( C )(A)在上可测 (B)在上a.e.有限(C)在上有界 (D)在上可积4. 设是一列可测集,则有(B )(A) (B) (C);(D)以上都不对5.设为上的有界变差函数,则下面不成立的( D )(A)在上可积 (B)在上可积(C)在上可积 (D)在上绝对连续二. 填空题(3分

15、5=15分)1、设,则_(0,2)_。2、设,若则是 闭 集;若,则是 开_集;若,则是_完备_集.3、设是一列可测集,则4、鲁津定理:_设是上有限的可测函数,则对任意,存在闭子集,使得在上是连续函数,且_,则称为上的有界变差函数。5、设为上的有限函数,如果对于的一切划分,使成一有界数集,则称为上的有界变差函数。三.下列命题是否成立?若成立,则证明之;若不成立,则说明原因或举出反例.(5分4=20分)1、A为可数集,B为至多可数集,则AB是可数集.解:成立 2分因A可数,所以可设A=a1,a2,an,又B至多可数,设B=b1,b2,bn(当B有限时),或B=b1,b2,bn,(当B可数时)当B

16、有限时,当B可数时,所以可数. 5分(注:可分和讨论,没讨论不扣分,主要考察排序方法).2、若,则.解:不成立. .2分反例:为中的全体有理点集,则有,而5分注:其余例只要正确即可。3、若是可测函数,则必是可测函数解:不成立.2分例如:设是上的不可测集,则是上的可测函数,但不是上的可测函数5分4设在可测集上可积分,若,则解:不成立.2分5分四.解答题(8分2=16分)1、(8分)设 ,则在上是否可积,是否可积,若可积,求出积分值。解:在上不是可积的,因为仅在处连续,即不连续点为正测度集.3分因为是上的有界可测函数,在上是可积的6分因为与相等,进一步,8分2、(8分)求解:设,则易知当时,.2分

17、又因,(),所以当时,4分从而使得6分但是不等式右边的函数,在上是可积的,故有8分五.证明题(6分3+ =34分)1、(6分)设是上的实值连续函数,则对于任意常数是闭集。证明:.2分.3分5分.6分2.(6分) 设使,则E是可测集。证明:对任何正整数,由条件存在开集使1分令,则是可测集 3分又因对一切正整数成立,因而,即是一零测度集,所以也可测.5分由知,可测。 6分3.(6分) 设为E上可积函数列,.于E,且,k为常数,则在E上可积.由于E得于E .1分再由Fatou引理 .4分所以 |f(x)|可积.又f(x)可测,因此f(x)可积. .6分4.(6分)设函数列 在有界集上“基本上”一致收敛于,证明:收敛于.证明: 因为在上“基本上”一致收敛于,所以对于任意的,存在可测集,在上一致收敛于,且2分令,则在上处处收敛到4分,k=1,2所以6分5.(10分)试用Fatou引理证明Levi定理.证明:设为可测集上的一列非负可测函数,且在上有,令 2分由为单调可测函数列知,可测,且于是 从而 (*) 6分另一方面,因为可测集上的一列非负可测函数,由Fatou引理知 (*) 8分由(*)、(*)两式即证 .10分

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