$$ ところが,$1_\mathbb{Q}$ の定義より,2式を計算すると上が $1$,下が $0$ になります.これは $$\lim_{n \to \infty} \frac{1}{n} \sum_{k=1}^{n} 1_\mathbb{Q}\left(a_k\right) \;\;\left(\frac{k-1}{n}\le a_k \le \frac{k}{n}\right) $$ が一意に定まらず,収束しないことを意味しています.すなわち,この関数はリーマン積分できないのです. 上で, $[0, 1]$ 上で定義された $1_\mathbb{Q}$ という関数は,リーマン積分できないことを確認しました.しかし,この関数は後で定義する「ルベーグ積分」はできます.それでは,いよいよ測度を導入し,積分の概念を広げましょう. 測度とは"長さや面積の重みづけ"である 測度とは,簡単にいえば,長さや面積の「重み/尺度」を厳密に議論するための概念です 7 . 「面積の重み」とは,例えば以下のようなイメージです(重み付き和といえば多くの方が分かるかもしれません). 上の3つの長方形の面積和 $S$ を考えましょう. まずは普通に面積の重み $1$ だと思うと, $$ S \; = \; S_1 + S_2 + S_3 $$ ですね.一方,3つの面積の重みをそれぞれ $w_1, w_2, w_3 $ と思うと, $$ S \; = \; w_1 S_1 + w_2 S_2 + w_3 S_3 $$ となります. ルベーグ積分と関数解析. 測度とは,ここでいう $w_i \; (i = 1, 2, 3)$ のことです 8 . そして測度は,ちゃんと積分の概念が広がるような"性質の良いもの"であるとします.どのように性質が良いのかは本質的で重要ですが,少し難しいので注釈に書くことにします 9 . 追記:測度は 集合自体の大きさを測るもの といった方が正しいです.「長さや面積の重みづけ」と思って問題ありませんが,気になる方,逆につまづいた方は脚注8を参照してください. 議論を進めていきましょう. ルベーグ測度 さて,測度とは「面積の重みづけ」だと言いました.ここからは,そんな測度の一種「ルベーグ測度」を考えていきましょう. ルベーグ測度とは,リーマン積分の概念を拡張するための測度 で,リーマン積分の値そのままに,積分可能な関数を広げることができます.
8//KO 00010978414 兵庫県立大学 神戸商科学術情報館 410. 8||52||13 410331383 兵庫県立大学 播磨理学学術情報館 410. 8||13||0043 210103732 弘前大学 附属図書館 本館 413. 4||Y16 07127174 広島工業大学 附属図書館 図書館 413. 4||R 0111569042 広島国際学院大学 図書館 図 410. 8||I27||13 3004920 広島修道大学 図書館 図 410. 8/Y 16 0800002834 広島市立大学 附属図書館 413. 4ヤジ 0002530536 広島女学院大学 図書館 410. 8/K 188830 広島大学 図書館 中央図書館 410. 8:Ko-98:13/HL018000 0130469355 広島大学 図書館 西図書館 410. 8:Ko-98:13/HL116200 1030434437 福井工業高等専門学校 図書館 410. 8||KOU||13 B079799 福井大学 附属図書館 医学図書館 H00140604 福岡教育大学 学術情報センター 図書館 図 410. 8||KO95 1106055058 福岡工業大学 附属図書館 図書館 413. 4/Y16 2071700 福岡大学 図書館 0112916110000 福島大学 附属図書館 410. 8/Ko98k/13 10207861 福山市立大学 附属図書館 410. ルベーグ積分と関数解析 谷島. 8//Ko 98//13 101117812 別府大学 附属図書館 9382618 放送大学 附属図書館 図 410||Ko98||13 11674012 北陸先端科学技術大学院大学 附属図書館 図 410. 3|| T || 1053031 北海道教育大学 附属図書館 413. 4/Si 011221724 北海道大学 大学院理学研究科・理学部図書室 図書 DC22:510/KOZ 2080006383 北海道大学 大学院理学研究科・理学部図書室 数学 /Y11/ 2080097715 北海道大学 附属図書館 図 DC21:510/KOZ/13 0173999768 北海道大学 附属図書館 北図書館 DC21:510/KOZ/13 0174194083 北海道教育大学 附属図書館 旭川館 410. 8/KO/13 411172266 北海道教育大学 附属図書館 釧路館 410.
さて以下では, $\int f(x) \, dx$で, $f$ のルベーグ積分(ルベーグ測度を用いた積分)を表すことにします.本当はリーマン積分と記号を変えるべきですが,リーマン積分可能な関数は,ルベーグ積分しても同じ値になる 10 ので,慣習で同じ記号が使われます. almost everywhere という考え方 面積の重みを定式化することで,「重みゼロ」という概念についても考えることができるようになります.重みゼロの部分はテキトーにいじっても全体の面積に影響を及ぼしません. 次の $ y = f(x) $ のグラフを見てください. 大体は $ y = \sin x$ のグラフですが,ちょっとだけ変な点があるのが分かります. ただ,この点は面積の重みを持たず,積分に影響を及ぼさないことは容易に想像できるでしょう.このことを数学では, ほとんど至るところで $f(x) = \sin x. $ $ f(x) = \sin x \quad almost \; everywhere. $ $ f(x) = \sin x \quad a. e. $ などと記述します.重みゼロの点を変えても積分値に影響を及ぼしませんから,以下の事柄が成立します. 区間 $[a, b]$ 上で定義された関数 $f, g$ が $f = g \;\; a. Amazon.co.jp: 新版 ルベーグ積分と関数解析 (講座〈数学の考え方〉13) : 谷島 賢二: Japanese Books. $ なら$$ \int_a^b f(x)\; dx = \int_a^b g(x) \; dx. $$ almost everywhere は,測度論の根幹をなす概念の一つです. リーマン積分不可能だがルベーグ積分可能な関数 では,$1_\mathbb{Q}$ についてのルベーグ積分を考えてみましょう. 実は,無理数の数は有理数の数より圧倒的に多いことが知られています 11 .ルベーグ測度で測ると,有理数の集合には面積の重みが無いことがいえます 12 . すなわち, $$ 1_\mathbb{Q} = 0 \;\; almost \; everywhere $$ がいえるのです. このことを用いて,$1_\mathbb{Q}$ はルベーグ積分することができます. $$\int_0^1 1_\mathbb{Q}(x) \, dx = \int_0^1 0 \, dx = 0. $$ リーマン積分不可能だった関数が積分できました.積分の概念が広がりましたね.
$$ 余談 素朴なコード プログラマであれば,一度は積分を求める(近似する)コードを書いたことがあるかもしれません.ここはQiitaなので,例を一つ載せておきましょう.一番最初に書いた,左側近似のコードを書いてみることにします 3 (意味が分からなくても構いません). # python f = lambda x: ### n = ### S = 0 for k in range ( n): S += f ( k / n) / n print ( S) 簡単ですね. 長方形近似の極限としてのリーマン積分 リーマン積分は,こうした長方形近似の極限として求められます(厳密な定義ではありません 4). $$\int_0^1 f(x) \, dx \; = \; \lim_{n \to \infty} \frac{1}{n} \sum_{k=1}^{n} f\left(a_k\right) \;\;\left(\frac{k-1}{n}\le a_k \le \frac{k}{n}\right). $$ この式はすぐ後に使います. ルベーグ積分と関数解析 - Webcat Plus. さて,リーマン積分を考えましたが,この考え方を用いて,区間 $[0, 1]$ 上で定義される以下の関数 $1_\mathbb{Q}$ 5 の積分を考えることにしましょう. 1_\mathbb{Q}(x) = \left\{ \begin{array}{ll} 1 & (x \text{は有理数}) \\ 0 & (x \text{は無理数}) \end{array} \right. 区間 $[0, 1]$ の中に有理数は無数に敷き詰められている(稠密といいます)ため,厳密な絵は描けませんが,大体イメージは上のような感じです. 「こんな関数,現実にはありえないでしょ」と思うかもしれませんが,数学の世界では放っておくわけにはいきません. では,この関数をリーマン積分することを考えていきましょう. リーマン積分できないことの確認 上で解説した通り,長方形近似を考えます. 区間 $[0, 1]$ 上には有理数と無理数が稠密に敷き詰められている 6 ため,以下のような2つの近似が考えられることになります. $$\lim_{n \to \infty} \frac{1}{n} \sum_{k=1}^{n} 1_\mathbb{Q}\left(a_k\right) \;\;\left(\frac{k-1}{n}\le a_k \le \frac{k}{n}, \; a_k\text{は有理数}\right), $$ $$\lim_{n \to \infty} \frac{1}{n} \sum_{k=1}^{n} 1_\mathbb{Q}\left(a_k\right) \;\;\left(\frac{k-1}{n}\le a_k \le \frac{k}{n}, \; a_k\text{は無理数}\right).
私の手のひらは結構小さい方でなかなかあけられません・・・早くしないとせっかく作ったスムージーが台無しです。 蓋の開け方、教えてくださいっ 日用品、生活雑貨 クローズに滝谷源治と芹沢多摩雄はいたんですか。 クローズの舞台である鈴蘭男子高校に坊屋春道が転校してきたのは二年生の時ですが、滝谷源治と芹沢多摩雄もいたんですか。 コミック 豆乳の効果について。 肌や身体のために豆乳を飲み始めたのですが、1ℓパックだと、3日ほどで飲み切らなくてはいけないので、200mℓの小さいパックを1日1本にしようかと思っているのですが、味がついてるものでも効果があるのでしょうか... みなさんのおすすめの飲み方があったら教えていただきたいです。 ダイエット アメリカの飲酒運転について。 よく映画で、バーで飲んだ後の帰りは必ずと言っていいほど車かバイクなんですが。。。 あっちは飲酒運転に寛容なんですか? 海外生活 桃鉄での質問です ロイヤルEXがサイコロ6こでのぞみ周遊がサイコロ5こなのに値段がのぞみの方が高いのはなぜですか? Wii 東京レイヴンズ最終回を見た人のみ、続きをみてください。 ネタバレ有りなので 最後、冬児が『俺たちはこの先一緒にいることは出来ないだろう』みたいなことを言って、お別れになりま したが何故一緒にいることが出来ないのでしょうか? 鈴鹿は一緒にいることが無理かもしれませんが 冬児、天馬、京子は同じ塾生なので疑問に思いました。 また、最後春虎が夏目に左目の事を聞かれて... アニメ 極道の娘が「お嬢」と呼ばれている事(リアルで本当に呼ばれているかは別として)って割と周知のことですよね?そうなったのって何が要因ですか?私は「ごくせん」というドラマで初めて知りました。多分「ごくせん」よ り前から知られていたんだろうとは思うのですが、何が有名な作品でしょうか?漫画やドラマなど、何でもいいので教えていただけると嬉しいです! コレクション 闇 金融 ウシジマ くん ファッション. ちなみに「ごくせん」の漫画が2000年連載開始、ドラマが2002年放映開始でしたので、それより前のドラマや漫画やアニメを教えて頂けると嬉しいです!それとも極道の娘を「お嬢」と表したのは「ごくせん」が初なのでしょうか? アニメ、コミック ドラマ『6番目の小夜子』の小夜子の父の 役の俳優さんのお名前が思い出せません。 有名な方なのですが…教えて欲しいです、 ドラマ 「チャングムの誓い」で、ハン尚宮が謀反の罪で流刑となりますが、チャングムが手に入れた地元の鴨が原因とされました。が、王が実際倒れた原因は何だったのですか?
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