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江泽坚,实变函数论.答案pdf
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2010-06-09
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1. 证明:
B A A B
U 的充要条件是
A B
.
证明:若
B A A B
U ,则
A B A A B
U ,故
A B
成立.
反之,若
A B
,则
B A A B A B B
U U ,又
x B
,若
x A
,则
x B A A
U
,若
x A
,则
x B A B A A
U
.总有
x B A A
U
.故
B B A A
U
,从而有
B A A B
U 。 证毕
2. 证明
c
A B A B
I
.
证明:
x A B
,从而 ,
x A x B
,故 ,
c
x A x B
,从而
x A B
,
所以
c
A B A B
I
.
另一方面,
c
x A B
I
,必有 ,
c
x A x B
,故 ,
x A x B
,从而
x A B
,
所以
c
A B A B
I .
综合上两个包含式得
c
A B A B
I
. 证毕
3. 证明定理 4 中的(3)(4),定理 6(De Morgan 公式)中的第二式和定理 9.
证明:定理 4 中的(3):若
A B
(
),则
A B
I I .
证:若
x A
I ,则对任意的
,有
x A
,所以
A B
(
)成立
知
x A B
,故
x B
I ,这说明
A B
I I .
定理 4 中的(4):
( ) ( ) ( )
A B A B
U U U U U .
证:若
( )
x A B
U U ,则有
'
,使
' '
( ) ( ) ( )
x A B A B
U U U U .
反过来,若
( ) ( )
x A B
U U U 则
x A
U 或者
x B
U .
不妨设
x A
U ,则有
'
使
' ' '
( )
x A A B A B
U U U .
故
( ) ( ) ( )
A B A B
U U U U U .
综上所述有
( ) ( ) ( )
A B A B
U U U U U .
定理 6 中第二式 ( )
c
c
A A
I U .
证:
( )
c
x A
I ,则
x A
I ,故存在
'
,
'
x A
所以
'
c
c
x A A
U
从而有 ( )
c
c
A A
I U .
反过来,若
c
x A
U ,则
'
使
'
c
x A
,故
'
x A
,
x A
I ,从而
( )
c
x A
I
( )
c
c
A A
I U . 证毕
定理 9:若集合序列
1 2
, , , ,
n
A A A
K K
单调上升,即
1
n n
A A
(相应地
1
n n
A A
)对一切
n
都成立,则
1
lim
n
n
n
A
U
(相应地)
1
lim
n
n
n
A
I
.
证明:若
1
n n
A A
对
n N
成立,则
i m
i m
A A
I .故从定理 8 知
1 1
lim inf
n i m
n
m i m m
A A A
U I U
另一方面
,
m n
,令
m i
i m
S A
U
,从
1
m m
A A
对
m N
成立知
1 1
1 1 1
( ) ( )
m i m i m i i m
i m i m i m i m
S A A A A A A S
U U U U U U .故定理 8 表明
1
1 1 1
lim sup lim inf
n i m m n
n n
m i m m m
A A S S A A
I U I U
故
1
lim limsup lim inf
n n n m
n n n
m
A A A A
U .
4. 证明
A B B A B B
U U 的充要条件是
B
.
证:充分性 若
B
,则
A B B A A A A A
U U U U
必要性 若
A B B A B B
U U ,而
B
则存在
x B
.
所以
x A B B A B B
U U 即所以 ,
x A B x B
U 这与
x B
矛盾,
所以
x B
.
4. 设
1,2,3,4 , 1, 2 , 3,4
S A ,求
F A
.又如果
1
; 1,2,3, ,
S n
n
L
0
1
;A
n
为奇
数
,
1
1 1
1 , , , ,
3 2 1
A
i
L L
,问
0 1
,
F A F A
是什么.
解:若
1,2,3, 4 , 1, 2 , 3,4
S A ,则
, 1,2,3, 4 , 1, 2 , 3, 4
F A .
若
0
1 1 1 1 1
; 1,2,3, , ; 1, , , ,
3 5 2 1
S n A
n n i
L L L
为奇数 ,
则从
1 1 1 1 1 1
1, , , , , , ,
3 5 2 1 2 4 2
c
i i
L L L L
,
易知
1 1 1 1 1 1
, , 1, , , , , , , ,
3 5 2 1 2 4 2
F A S
i i
L L L L
.
1
1 1
1 , , , ,
3 2 1
A
i
L L
.
令
1 1
; 1,2, , ; 1, 2,
2 1 2
B i C i
i i
L L
.
°
1
,
F A S A K A B K C K A
U U @
为 的子集, 或 .
证明: 因为
1 1
1 , , , , ,
3 2 1
A B
i
L L 的任何子集
1
F A
.
所以有
1
B F A
,而
c
B C
,故
1
C F A
,又
1
F A
.
任取
B
的一子集
A
,
1
A A F A
U ,且
1
A C F A
U .
显
°
S A
,故只用证
°
A
的确是一个
域.
(1)
°
,
c c
S S A
,且
B
的子集
A
,若
K
,则
°
,
c
K A A A C
U U
(
B A
是
B
的子集,故
° °
c
c
A A C F A
U U
)
又
B
的子集
A
,
c
c c c
A C A C A B
U I I
.
显然是
B
的子集,所以
°
c
c
A C A B A
U I U .
又若
n
A
为
B
的子集
1,2,3, ,
n
n K C
L 或
.
则
°
°
1 1 1
n n n n
n n n
A K A K A K
U U U U U U
.
这里
°
1
n
n
A A B
U 是
B
的子集.
°
1
n
n
K K C
U 或
.
所以
°
1
n n
n
A K A
U U .
若
n
A
中除
B
的子集外,还有
S
,则
°
1
n n
n
A K S A
U U .
若
n
A
中有
,不影响
1
n
n
A B
U .
故
°
A
是
域,且
°
1
F A A
.
证毕.
6.对于
S
的子集
A
,定义
A
的示性函数为
1
0
A
x A
x
x A
证明:(1)
liminf
liminf
n n
A A
x x
(2)
limsup
limsup
n n
A A
x x
证明:
x S
,若
liminf
n
A
x x
则
liminf
1
n
A
x
。且只有有限个
n
,使得
n
x A
所以
0
0
n
使得
0
n n
时
n
x A
从而有
1
n
A
x
故
liminf
liminf 1
n n
A A
x x
若
liminf
n
A
x x
, 则
liminf
0
n
A
x
且有无限个
. 1, 2,3, 4
k
n N k
L
故
lim 0
k
A
k
x
所以
liminf
liminf 0
n n
A A
x x
.
故(1)成立.
(2)的证明:
x S
,若
limsup
n
A
x x
则
liminf
1
n
A
x
.
且有无穷个
. 1, 2,3, 4
k
n N k
L
使得
k
n
x A
,
1
n
k
A
所以
lim 1
k
A
k
x
注意到
0 1
k
A
x
所以
limsup
limsup 1
n n
A A
x x
.
若
limsup
n
A
x x
,则
limsup
0
n
A x
且只有有限个
n
使得
n
x A
所以
0
0
n
使得
0
n n
时
n
x A
,
0
n
A
x
所以
limsup
limsup 0
n n
A A
x x
.
所以(2)也成立.
也可以这样证(2):注意
n
A R
1
c
A
A
x x
.
limsup
limsup
liminf
liminf
1
1 liminf
1 limsup
limsup 1 limsup
c
c
n
n
c c
c
n
n
c
n
c
n
c
n
n
A
A
A
A
A
A
A
A
x x
x x
x
x
x x
.
7.设 f(x)是定义于 E 上的实函数,a 为一常数,证明
(1)
1
1
; ;
n
E x f x a E x f x a
n
U
(2)
1
1
; ;
n
E x f x a E x f x a
n
I .
证明:(1)
0
;
x E x f x a
我们有
0
f x a
,故存在
n N
使
0
1
f x a
n
(因为
0
1
,
n f x a
n
使 )
所以
0
1
1
;
n
x E x f x a
n
U .
从而有
1
1
; ;
n
E x f x a E x f x a
n
U ;
反过来: 若
0
1
1
;
n
x E x f x a
n
U ,则
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资源评论
- 玖富2012-11-23答案齐全,字体清晰
- xuhaoknow2017-11-11答案很齐全,字体清晰,很有用
- phobe811d2013-06-13不错,就是有点小缺点,黄色部分
- ningjinp2017-03-19答案很清晰,思路明确。是个很好的参考资料。但是建议最好自己做,可以做一个参考。
- dawoer2015-07-02很有用,不错的答案
nlshen2008
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