数学上,可积函数是存在积分的函数。除非特别指明,一般积分是指
勒贝格积分黎曼可积黎曼积分勒贝格测度理论的基础上建立起来的,函数可以定义在更一般的点集上,更重要的是它提供了比黎曼积分更广泛有效的收敛定理,因此,勒贝格积分的应用领域更加广泛。
设 是定义在区间 上的一个函数, 是一个确定的实数。若对任意的正数 ,总存在某一正数 ,使得对 的任何分割 ,以及在其上任意选择的点集 ,只要 ,就有 ,则称 在区间 上可积或
黎曼可积。
对可测集 上的有界
可测函数 ,找一串数 ,使 , , ,任取 ,讨论和式 ,当 时,极限是否存在。
黎曼积分在应用领域取得了巨大的成功,但是黎曼积分的应用范围因为其定义的局限而受到限制。由于黎曼可积函数主要是连续函数或不连续点不太多的函数,使得黎曼积分在
量子力学和
概率论中的应用都遇到了瓶颈。仅从数学分析中的一些重要结果如积分与极限交换次序、重积分交换次序、牛顿一莱布尼茨公式等来看,黎曼积分要求的条件苛刻,对于一些问题的处理显得力不从心,但是在
勒贝格积分的框架下,上述问题就会得到较为圆满的解决。另外为引入积分而得到的
勒贝格测度概念还使数学分析中本来很难讲清楚的一些道理(如单调函数的可微性、黎曼可积的充要条件等)变得清晰。
勒贝格积分是在勒贝格测度理论的基础上建立起来的。这一积分可以统一处理函数有界与无界的情形,函数也可以定义在更一般的点集上,更重要的是它提供了比黎曼积分更广泛有效的收敛定理。因此,勒贝格积分的应用领域更加广泛,特别对
概率论与数理统计的深入学习有十分重要的意义。
该定理指出,任何一个可积函数一定是有界的,但是需要注意的是,有界函数不一定可积,如
狄利克雷函数在 上有界但是不可积。
定理1(可积准则):函数 在 上可积的
充分必要条件是对任意的 ,总存在相应的一个分割 ,使得 关于分割 的上和 和下和 满足 。
设函数 在区间 可积,m 和 M 是它的上界和下界(m