实变函数试卷一与参考答案

学院第学年度第学期《实变函数》试卷一专业_________班级________姓名学号注意事项1、本试卷共6页。2、考生答题时必须准确填写专业、班级、学号等栏目，字迹要清楚、工整。一、单项选择题（3分×5=15分）1、1、下列各式正确的是（）（A）1limnknnknAA;（B）1limnknknnAA;（C）1limnknnknAA;（D）1limnknknnAA;2、设P为Cantor集，则下列各式不成立的是（）（A）Pc(B)0mP(C)PP'(D)PP3、下列说法不正确的是（）(A)凡外侧度为零的集合都可测（B）可测集的任何子集都可测(C)开集和闭集都是波雷耳集（D）波雷耳集都可测4、设()nfx是E上的..ae有限的可测函数列,则下面不成立的是()（A）若()()nfxfx,则()()nfxfx(B)sup()nnfx是可测函数（C）inf()nnfx是可测函数;（D）若()()nfxfx,则()fx可测题号一二三四五总分得分得分考生答题不得超此线5、设f(x)是],[ba上有界变差函数，则下面不成立的是（）(A))(xf在],[ba上有界(B))(xf在],[ba上几乎处处存在导数（C）)('xf在],[ba上L可积(D)baafbfdxxf)()()('二.填空题(3分×5=15分)1、()(())ssCACBAAB_________2、设E是0,1上有理点全体，则'E=______,oE=______,E=______.3、设E是nR中点集，如果对任一点集T都有_________________________________，则称E是L可测的4、)(xf可测的________条件是它可以表成一列简单函数的极限函数.（填“充分”，“必要”，“充要”）5、设()fx为,ab上的有限函数，如果对于,ab的一切分划，使_____________________________________________________,则称()fx为,ab上的有界变差函数。三、下列命题是否成立?若成立,则证明之;若不成立,则举反例说明.(5分×4=20分)1、设1ER，若E是稠密集，则CE是无处稠密集。2、若0mE，则E一定是可数集.3、若|()|fx是可测函数，则()fx必是可测函数。得分得分4．设()fx在可测集E上可积分，若,()0xEfx，则()0Efx四、解答题（8分×2=16分）.1、（8分）设2,()1,xxfxx为无理数为有理数，则()fx在0,1上是否R可积，是否L可积，若可积，求出积分值。得分2、（8分）求0ln()limcosxnxnexdxn五、证明题（6分×4+10=34分）.1、（6分）证明0,1上的全体无理数作成的集其势为c.2、（6分）设()fx是,上的实值连续函数，则对于任意常数,{|()}aExfxa是闭集。得分3、（6分）在,ab上的任一有界变差函数()fx都可以表示为两个增函数之差。4、（6分）设,()mEfx在E上可积，(||)neEfn，则lim0nnnme.考生答题不得超过此线5、（10分）设()fx是E上..ae有限的函数，若对任意0，存在闭子集FE，使()fx在F上连续，且()mEF，证明：()fx是E上的可测函数。(鲁津定理的逆定理)试卷一（参考答案及评分标准）得分阅卷人复查人一、1.C2D3.B4.A5.D二、1．2、0,1；；0,13、***()()mTmTEmTCE4、充要5、11|()()|niiifxfx成一有界数集。三、1．错误……………………………………………………2分例如：设E是0,1上有理点全体，则E和CE都在0,1中稠密………………………..5分2．错误…………………………………………………………2分例如：设E是Cantor集，则0mE，但Ec，故其为不可数集……………………….5分3．错误…………………………………………………………2分例如：设E是,ab上的不可测集，,;(),,;xxEfxxxabE则|()|fx是,ab上的可测函数，但()fx不是,ab上的可测函数………………………………………………………………..5分4．错误…………………………………………………………2分0mE时，对E上任意的实函数()fx都有()0Efxdx…5分四、1．()fx在0,1上不是R可积的，因为()fx仅在1x处连续，即不连续点为正测度集………………………………………..3分因为()fx是有界可测函数，()fx在0,1上是L可积的…6分因为()fx与2x..ae相等，进一步，120,101()3fxdxxdx…8分2．解：设ln()()cosxnxnfxexn，则易知当n时，()0nfx…………………………..2分又因'2ln1ln0tttt，(3t)，所以当3,0nx时，ln()ln()ln3ln3(1)33xnnxxnnxxnnxnn………………4分从而使得ln3|()|(1)3xnfxxe…………………………………6分但是不等式右边的函数，在0,上是L可积的，故有00lim()lim()0nnnnfxdxfxdx…………………………………8分五、1．设[0,1],E,\().AEQBEEQBMB是无限集，可数子集…………………………2分.AAMM是可数集，……………………………….3分(\),(\),()(\),(\),BMBMEABAMBMAMBMMBM且…………..5分,.EBBc………………………………………………6分2．,{},limnnnxEExxx则存在中的互异点列使……….2分,()nnxEfxa………………………………………….3分()()lim()nnfxxfxfxa在点连续，xE…………………………………………………………5分E是闭集.…………………………………………………….6分3.对1，0，使对任意互不相交的有限个(,)(,)iiabab当1()niiiba时，有1()()1niiifbfa………………2分将[,]abm等分，使11niiixx，对:T101ixzzkizx，有11()()1kiiifzfz，所以()fx在1[,]iixx上是有界变差函数……………………………….5分所以1()1,iixxfV从而()bafmV，因此，()fx是[,]ab上的有界变差函数…………………………………………………………..6分4、()fx在E上可积lim(||)(||)0nmEfnmEf……2分据积分的绝对连续性，0,0,,eEme，有|()|efxdx………………………………………………….4分对上述0,,,(||)knkmEfn，从而|()|nnenmefxdx，即lim0nnnme…………………6分5．,nN存在闭集1,,()2nnnFEmEFfx在nF连续………………………………………………………………2分令1nknkFF，则,,,()nnnkxFkxFnkxFfx在F连续…………………………………………………………4分又对任意k,[()][()]nnnknkmEFmEFmEF1()2nknkmEF…………………………………………….6分故()0,()mEFfx在FE连续…………………………..8分又()0,mEF所以()fx是EF上的可测函数，从而是E上的可测函数………………………………………………………..10分