Lebesgue積分講義ノート

8.6. 具体例🔗

Proposition8.6.1
uses 0used by 0XL∃∀N

Dirichlet関数. f:=1_{\QQ \cap [0,1]} とする.このとき \int_{[0,1]} f\,d\lambda=0 である.

Proof for Proposition 8.6.1
uses 0

高々可算集合はLebesgue零集合なので, \lambda(\QQ \cap [0,1])=0 である. したがって \int_{[0,1]} f\,d\lambda=\int_{[0,1]} 1_{\QQ \cap [0,1]}\,d\lambda=\lambda(\QQ \cap [0,1])=0 である.

Remark. Dirichlet関数はRiemann積分できなかったが,Lebesgue積分では 0 と自然に積分できる. ここに,Lebesgue積分が 「どこで値をとるか」と「その領域の面積」を直接結びつけていることが表れている.

Proposition8.6.2
uses 0used by 0XL∃∀N

g:=1_{[0,1]\setminus \QQ} とすると g=1 a.e. on [0,1] だから \int_{[0,1]} g\,d\lambda=1 である.

Proof for Proposition 8.6.2
uses 0

N:=\QQ \cap [0,1] は零集合であり,[0,1]\setminus N 上で g=1_{[0,1]\setminus N}=1 である. したがって a.e. 不変性より \int_{[0,1]} g\,d\lambda=\int_{[0,1]} 1\,d\lambda=\lambda([0,1])=1 である.