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数学
题目

设 f 是有界可测集 E 上几乎处处有限的可测函数,则A. f 是 E 上简单函数.B. 对任意 varepsilon > 0,存在闭集 F subset E 且 m(E-F)C. 对任意 varepsilon > 0,存在实直线上的连续函数 g,满足 mE(f neq g)D. mE(|f| = pm infty)= 0;

设 $f$ 是有界可测集 $E$ 上几乎处处有限的可测函数,则

A. $f$ 是 $E$ 上简单函数.

B. 对任意 $\varepsilon > 0$,存在闭集 $F \subset E$ 且 $m(E-F)< \varepsilon$,而 $f$ 限制在 $F$ 上是连续的;

C. 对任意 $\varepsilon > 0$,存在实直线上的连续函数 $g$,满足 $mE(f \neq g)< \varepsilon$;

D. $mE(|f| = \pm \infty)= 0$;

题目解答

答案

根据可测函数的性质和相关定理: - **选项A**:可测函数值域不一定有限,如$f(x) = x$在有界区间上非简单函数,故错误。 - **选项B**:由Luzin定理,对任意$\epsilon > 0$,存在闭集$F \subset E$,满足$m(E - F) < \epsilon$且$f$在$F$上连续,正确。 - **选项C**:由Luzin定理,可构造连续函数$g$使$mE(f \neq g) < \epsilon$,正确。 - **选项D**:由“几乎处处有限”知$mE(|f| = \pm\infty) = 0$,正确。 答案:$\boxed{B, C, D}$

解析

本题主要考查可测函数的性质以及相关定理,如简单函数的定义、Luzin定理等,通过对每个选项依据这些知识进行分析判断。

  • 选项A:
    • 简单函数的定义为:设$E$是可测集,$f(x)$是定义在$E$上的实函数,如果$f(x)$只取有限个不同的值$y_1,y_2,\cdots,y_n$,且$E_i = \{x\in E:f(x)=y_i\}$($i = 1,2,\cdots,n$)是可测集,则称$f(x)$是$E$上的简单函数。
    • 可测函数的值域不一定是有限的,例如$f(x)=x$在有界区间$[a,b]$上是可测函数,但它的值域是$[a,b]$,是无限集,所以$f(x)=x$不是简单函数。因此,可测函数不一定是简单函数,选项A错误。
  • 选项B:
    • Luzin定理:设$f(x)$是可测集$E$上几乎处处有限的可测函数,则对任意$\varepsilon>0$,存在闭集$F\subset E$,使得$m(E - F)<\varepsilon$,且$f(x)$在$F$上连续。
    • 已知$f$是有界可测集$E$上几乎处处有限的可测函数,满足Luzin定理的条件,所以对任意$\varepsilon > 0$,存在闭集$F \subset E$且$m(E - F)< \varepsilon$,而$f$限制在$F$上是连续的,选项B正确。
  • 选项C:
    • 根据Luzin定理,对于有界可测集$E$上几乎处处有限的可测函数$f$,对任意$\varepsilon>0$,存在闭集$F\subset E$,使得$m(E - F)<\varepsilon$,且$f(x)$在$F$上连续。
    • 由于$F$是闭集,根据连续延拓定理,$F$上的连续函数$f|_F$可以延拓为整个实直线$\mathbb{R}$上的连续函数$g$,并且在$F$上$g(x)=f(x)$。
    • 那么$E(f\neq g)\subseteq E - F$,根据测度的单调性,$mE(f\neq g)\leq m(E - F)<\varepsilon$,所以存在实直线上的连续函数$g$,满足$mE(f \neq g)< \varepsilon$,选项C正确。
  • 选项D:
    • 题目中明确说明$f$是有界可测集$E$上几乎处处有限的可测函数,“几乎处处有限”的定义就是$f$在$E$上除了一个测度为$0$的集合外,函数值都是有限的。
    • 即$mE(|f| = \pm\infty) = 0$,选项D正确。

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