勒贝格控制收敛定理说明了,如果
逐点收敛的函数列的每一项都能被同一个勒贝格可积的函数“控制”(即对变量的任何取值,函数的绝对值都小于另一个函数),那么函数列的极限函数的勒贝格积分等于函数列中每个函数的勒贝格积分的极限。勒贝格控制收敛定理显示出勒贝格积分相比于
黎曼积分的优越性,在数学分析和实变函数论中有很大的应用。
设 为一个
测度空间, 是一个实值的
可测函数列。如果 逐点收敛于一个函数 ,并存在一个勒贝格可积的函数 ,使得对每个 ,任意 ,都有 ,则:
其中的函数 一般取为正值函数。函数列 的逐点收敛和 的性质可以减弱为
几乎处处成立。
勒贝格控制收敛定理是更广泛的法图-
勒贝格定理(Fatou–Lebesgue theorem)的特例。以下是一个引用
法图引理的证明。
控制收敛定理能够成立的一个重要因素是存在一个可积的函数,使得函数列收敛的过程能够“安全”进行。如果缺少这个条件,调换运算次序就可能会导致各种后果。下面是一个例子:
控制收敛定理不成立。原因是不存在可积的
控制函数:定义为:对 中每一点, 。那么在 上。于是如果存在控制函数,那么,但是当 时,