高教出版社第三版实变函数论打印版
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1. 证明:()B A A B -=的充要条件是A B ⊂.
证明:若()
B A A B -=,则()A B A A B ⊂-⊂,故A B ⊂成立.
反之,若A B ⊂,则()()B A A B A B B -⊂-⊂,
又x B ∀∈,若x A ∈,则
()x B A A ∈-,若x A ∉,则()x B A B A A ∈-⊂-.总有
()
x B A A ∈-.故
()B B A A ⊂-,从而有()
B A A B -=。 证毕
2. 证明c A B A
B -=.
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 -⊂.
另一方面,c x A
B ∀∈,必有,c x A x B ∈∈,故,x A x B ∈∉,从而
x A B ∈-,
所以 c A
B A B ⊂-.
综合上两个包含式得c A B A
B -=. 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 λλ⊂(λ∈∧),则A B λλλλ∈∧
∈∧
⊂
.
证:若x A λλ∈∧
∈
,
则对任意的λ∈∧,有x A λ∈,所以A B λλ⊂(∀λ∈∧)成立
知x A B λλ∈⊂,故x B λλ∈∧
∈,这说明
A B λλλλ∈∧
∈∧
⊂
.
定理4中的(4):
()()(
)A B A B λ
λλλλλλ∈∧
∈∧
∈∧
=.
证
:
若
()
x A B λ
λλ∈∧
∈
,则
有
'λ∈∧
,使
''()(
)()x A B A B λλλλλλ∈∧
∈∧
∈⊂.
反过来,若()(
)x A B λλλλ∈∧
∈∧
∈则x A λλ∈∧
∈或者x B λλ∈∧
∈
. 不妨设x A λλ∈∧
∈,则有'λ∈∧使''
'()x A A B A B λ
λλλλλ∈∧
∈⊂⊂
.
故(
)()()A B A B λλλ
λλλλ∈∧
∈∧
∈∧
⊂
.
综上所述有
()(
)(
)A B A B λ
λλλλλλ∈∧
∈∧
∈∧
=.
定理6中第二式()c c A A λλλλ∈∧
∈∧
=
.
证:(
)c x A λλ∈∧
∀∈,则x A λλ∈∧
∉
,故存在'λ∈∧ ,'x A λ∉所以
'c c x A A λλλ∈∧
∉⊂
从而有(
)c c A A λλλλ∈∧
∈∧
⊂
.
反过来,若c x A λλ∈∧
∈
,则'λ∃∈∧使'c x A λ∉,故'x A λ∉,
x A λλ∈∧
∴∉
,从而(
)c x A λλ∈∧
∈
(
)c c A A λλλλ∈∧
∈∧
∴⊃
. 证毕
定理9:若集合序列12,,,,
n A A A 单调上升,即1n n A A +⊂(相应地
1n n A A +⊃)对一切n 都成立,则 1lim n n n A ∞→∞
==
(相应地)1
lim n n n A ∞→∞
==
.
证明:若1n n A A +⊂对n N ∀∈成立,则
i m i m
A A ∞==.故从定理8知
11
liminf n i m n m i m
m A A A ∞∞
∞→∞
====
=
另一方面,m n ∀,令m i i m
S A ∞
==
,从1m m A A +⊂对m N ∀∈成立知
1
11
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 ∞∞∞∞++==+=+=+=
=⊂=
=.故定理8表
明
111
1limsup liminf n i m m n n n m i m
m m A A S S A A ∞
∞
∞
∞→∞
→∞
=====
=
==
=
故1
lim limsup liminf n n n m n n n m A A A A ∞→∞
→∞
→∞
====
.
4. 证明()()A B B A B B -=-的充要条件是B =∅.
证
:
充
分
性
若
B =∅
,
则
()()A B B A A A A A -=-∅∅=-∅==∅=∅-∅
必要性 若()()A B B A B B -=-,而B ≠∅则存在x B ∈.
所以()()x A B B A B B ∈-=-即所以,x A B x B ∈∉这与x B ∈矛
盾,
所以x B ∈. 4. 设
{}{}{}{}1,2,3,4,1,2,3,4S A ==,求()F A .又如果
1
;1,2,3,
,S n n ⎧⎫==⎨⎬⎩⎭
01;A n ⎧⎫=⎨⎬⎩⎭为奇数,{}1111,,
,,321A i ⎧⎫
⎧⎫
⎧⎫=⎨⎨⎬⎨⎬⎬-⎩⎭⎩⎭⎩
⎭
,问()()01,F A F A 是什么.
解:若{}{}{}{}
1,2,3,4,1,2,3,4S A ==,则
(){}{}{}{},1,2,3,4,1,2,3,4F A =∅.
若011111
;1,2,3,
,;1,,,,35
21
S n A n n i ⎧⎫⎧⎫⎧⎫====⎨⎬⎨⎬⎨⎬-⎩⎭⎩⎭⎩⎭
为奇数, 则从1111111,,,
,,,,3521242c
i i ⎧⎫⎧⎫=⎨⎬⎨⎬-⎩⎭⎩⎭
, 易知()111111,,1,,,
,,,,,3521242F A S i i ⎧⎫⎧⎫⎧⎫=∅⎨⎨⎬⎨⎬⎬-⎩⎭⎩⎭⎩
⎭
. {}1111,,
,,321A i ⎧⎫
⎧⎫⎧⎫=⎨⎨⎬⎨⎬⎬-⎩⎭⎩⎭⎩
⎭
. 令1
1
;1,2,,;1,2,21
2B i C i i i
⎧⎫⎧⎫
====⎨
⎬⎨⎬-⎩⎭⎩⎭
. {}{}
{}
1,F A S A
K A B K C K A =∅==∅
为的子集,或.
证明: 因为{}111,,
,,,321A B i ⎧⎫
⎧⎫∈⎨⎬⎨⎬-⎩⎭
⎩⎭
的任何子集()1F A .