よくわかる測度論とルベーグ積分(ベック日記) 測度論(Wikipedia) ルベーグ積分(Wikipedia) 余談 測度論は機械学習に必要か? 前提として,私は機械学習の数理的アプローチを専攻にしているわけではありません.なので,この質問に正しい回答はできません. ただ,一つ言えることは,本気で測度論をやろうと思えば,それなりに時間がかかるということです.また,測度論はあくまで解析学の基礎であり,関数解析や確率論などに進まないとあまり意味がありません.そこまでちゃんと勉強しようと思うと,多くの時間を必要とするでしょう. ルベーグ積分と関数解析 谷島. 一方で,機械学習を数理的に研究しようと思うと,関数解析/確率論/情報幾何/代数幾何などが必要だといいます.自分にとってこれらが必要かどうかを見極めることが大事だと思います. SNS上で,「機械学習に測度論は必要か」などの議論をよく見かけるのですが,初心者にもわかりやすい測度論の記事が少ないなと思ったので,書いてみました. いくつか難しい単語も出てきましたが,なんとなく測度論のイメージを掴めたら幸いです.ありがとうございました. Why not register and get more from Qiita? We will deliver articles that match you By following users and tags, you can catch up information on technical fields that you are interested in as a whole you can read useful information later efficiently By "stocking" the articles you like, you can search right away Sign up Login
このためルベーグ積分を学ぶためには集合についてよく知っている必要があります. 本講座ではルベーグ積分を扱う上で重要な集合論の基礎知識をここで解説します. 3 可測集合とルベーグ測度 このように,ルベーグ積分においては「集合の長さ」を考えることが重要です.例えば「区間[0, 1] の長さ」を1 といえることは直感的に理解できますが,「区間[0, 1] 上の有理数の集合の長さ」はどうなるでしょうか? 日常の感覚では有理数の集合という「まばらな集合」に対して「長さ」を考えることは難しいですが,数学ではこのような集合にも「長さ」に相当するものを考えることができます. 詳しく言えば,この「長さ」は ルベーグ測度 というものを用いて考えることになります.その際,どんな集合でもルベーグ測度を用いて「長さ」を測ることができるわけではなく,「長さ」を測ることができる集合として 可測集合 を定義します. この可測集合とルベーグ測度はルベーグ積分のベースになる非常に重要なところで, 本講座では「可測集合とルベーグ測度をどのように定めるか」というところを測度論の考え方も踏まえつつ説明します. 4 可測関数とルベーグ積分 リーマン積分は「縦切り」によって面積を求めようという考え方をしていた一方で,ルベーグ積分は「横切り」によって面積を求めようというアプローチを採ります.その際,この「横切り」によるルベーグ積分を上手く考えられる 可測関数 を定義します. 連続関数など多くの関数が可測関数なので,かなり多くの関数に対してルベーグ積分を考えることができます. Amazon.co.jp: 講座 数学の考え方〈13〉ルベーグ積分と関数解析 : 谷島 賢二: Japanese Books. なお,有界閉区間においては,リーマン積分可能な関数は必ずルベーグ積分可能であることが知られており,この意味でルベーグ積分はリーマン積分の拡張であるといえます. 本講座では可測関数を定義して基本的な性質を述べたあと,ルベーグ積分の定義と基本性質を説明します. 5 ルベーグ積分の収束定理 解析学(微分と積分を主に扱う分野) では 極限と積分の順序交換 をしたい場面はよくありますが,いつでもできるとは限りません.そこで,極限と積分の順序交換ができることを 項別積分可能 であるといいます. このことから,項別積分可能であるための十分条件があると嬉しいわけですが,実際その条件はリーマン積分でもルベーグ積分でもよく知られています.しかし,リーマン積分の条件よりもルベーグ積分の条件の方が扱いやすく,このことを述べた定理を ルベーグの収束定理 といいます.これがルベーグ積分を学ぶ1 つの大きなメリットとなっています.
F. B. リーマンによって現代的に厳密な定義が与えられたので リーマン積分 と呼ばれ,連続関数の積分に関するかぎりほぼ完全なものであるが,解析学でしばしば現れる極限操作については不十分な点がある。例えば, が成り立つためには,関数列{ f n ( x)}が区間[ a, b]で一様収束するというようなかなり強い仮定が必要である。この難点を克服したのが,20世紀初めにH. ルベーグによって創始された 測度 の概念に基づくルベーグ積分である。 出典 株式会社平凡社 世界大百科事典 第2版について 情報 世界大百科事典 内の ルベーグ積分 の言及 【解析学】より …すなわち,P. ルベーグ積分とは - コトバンク. ディリクレはフーリエ級数に関する二つの論文(1829, 37)において,関数の現代的な定義を確立したが,その後リーマンが積分の一般的な定義を確立(1854)し,G. カントルが無理数論および集合論を創始した(1872)のも,フーリエ級数が誘因の一つであったと思われる。さらに20世紀の初めに,H. ルベーグは彼の名を冠した測度の概念を導入し,それをもとにしたルベーグ積分の理論を創始した。実関数論はルベーグ積分論を核として発展し,フーリエ級数やフーリエ解析における多くの著しい結果が得られているが,ルベーグ積分論は,後に述べる関数解析学においても基本的な役割を演じ,欠くことのできない理論である。… 【実関数論】より …彼は直線上の図形の長さ,平面図形の面積,空間図形の体積の概念を,できるだけ一般な図形の範囲に拡張することを考え,測度という概念を導入し,それをもとにして積分の理論を展開した。この測度が彼の名を冠して呼ばれるルベーグ測度であり,ルベーグ測度をもとにして構成される積分がルベーグ積分である。ルベーグ積分はリーマン積分の拡張であるばかりでなく,リーマン積分と比べて多くの利点がある。… 【測度】より …この測度を現在ではルベーグ測度と呼ぶ。このような測度の概念を用いて定義される積分をルベーグ積分という。ルベーグ積分においては,測度の可算加法性のおかげで,従来の面積や体積を用いて定義された積分(リーマン積分)よりも極限操作などがはるかに容易になり,ルベーグ積分論は20世紀の解析学に目覚ましい発展をもたらした。… ※「ルベーグ積分」について言及している用語解説の一部を掲載しています。 出典| 株式会社平凡社 世界大百科事典 第2版について | 情報
目次 ルベーグ積分の考え方 一次元ルベーグ測度 ルベーグ可測関数 ルベーグ積分 微分と積分の関係 ルベーグ積分の抽象論 測度空間の構成と拡張定理 符号付き測度 ノルム空間とバナッハ空間 ルベーグ空間とソボレフ空間 ヒルベルト空間 双対空間 ハーン・バナッハの定理・弱位相 フーリエ変換 非有界作用素 レゾルベントとスペクトル コンパクト作用素とそのスペクトル
溝畑の「偏微分方程式論」(※3)の示し方と同じく, 超関数の意味での微分で示すこともできる. ) そして本書では有界閉集合上での関数の滑らかさの定義が書かれていない. ひとつの定義として, 各階数の導関数が境界まで連続的に拡張可能であることがある. 誤:線型代数で学んだように, 有限次元線型空間V上の線型作用素Tはその固有値を λ_1, …, λ_ℓ とする時, 固有値 λ_j に属する一般化固有空間 V_j の部分 T_j に V=V_1+…+V_ℓ, T=T_1+…+T_ℓ と直和分解される. この時 T_j−λ_j はべき零作用素で, 特に, Tが計量空間Vの自己共役(エルミート)作用素の時はT_j=λ_j となった. これをTのスペクトル分解と呼ぶ. 正:線型代数で学んだように, 有限次元線型空間V上の線型作用素Tはその固有値を λ_1, …, λ_ℓ とする時, Tを固有値 λ_j に属する固有空間 V_j に制限した T_j により V=V_1+…+V_ℓ, T=T_1+…+T_ℓ と直和分解される. この時 T_j−λ_j はべき零作用素で, 特に, Tが計量空間Vの自己共役(エルミート)作用素の時はT_j=λ_jP_j となった. ただし P_j は Vから V_j への射影子である. (「線型代数入門」(※4)を参考にした. ) 最後のユニタリ半群の定義では「U(0)=1」が抜けている. 前の強連続半群(C0-半群)の定義には「T(0)=1」がある. 再び, いいと思う点に話を戻す. 各章の前書きには, その章の内容や学ぶ意義が短くまとめられていて, 要点をつかみやすく自然と先々の見通しがついて, それだけで大まかな内容や話の流れは把握できる. ルベーグ積分と関数解析 - Webcat Plus. 共役作用素を考察する前置きとして, 超関数の微分とフーリエ変換は共役作用素として定義されているという補足が最後に付け足されてある. 旧版でも, 冒頭で, 有限次元空間の間の線型作用素の共役作用素の表現行列は元の転置であることを(書かれてある本が少ないのを見越してか)説明して(無限次元の場合を含む)本論へつなげていて, 本論では, 共役作用素のグラフは(式や用語を合わせてx-y平面にある関数 T:I→R のグラフに例えて言うと)Tのグラフ G(x, T(x)) のx軸での反転 G(x, (−T)(x)) を平面上の逆向き対角線 {(x, y)∈R^2 | ∃!
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