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數(shù)學(xué)心

第四百一十章 勒貝格測度(測度論)

數(shù)學(xué)心 蔡澤禹 226 2021-01-12 04:51:40

  不可積分函數(shù)的問題出現(xiàn)多年,但讓此刻的勒貝格陷入沉思。

  明明那種函數(shù)是有一定面積的,為什么非說不可積分,但要去求也無法按照固有模式下手。

  若爾當(dāng)曾提醒:“為什么按照黎曼積分才叫最合理?難道沒有其他形式的積分嗎?”

  勒貝格想:即使如老師所說,也不能直接突兀的找奇特形式的積分。就算是要找,那也需要對這種新的積分形式有一個(gè)好的解釋。

  這個(gè)解釋就是,什么是真正的可積分的?

  很多模型的問題在于,體積的單元和組成體的東西的方式多不嚴(yán)謹(jǐn),探討和計(jì)算之時(shí),出現(xiàn)了很多不可思議的錯(cuò)誤,這種矛盾上升到哲學(xué)層面,就是人類對點(diǎn)線面的認(rèn)識不夠深刻。

  如果想要深刻,不能在測量的問題上產(chǎn)生矛盾。

  勒貝格第一時(shí)間想到了等間距的點(diǎn)陣,數(shù)點(diǎn)的個(gè)數(shù),總是不會(huì)有太大錯(cuò)。點(diǎn)又個(gè)數(shù),沒有體積,不會(huì)自我相交。點(diǎn)的個(gè)數(shù)在某種層面上,就是代表點(diǎn)陣的準(zhǔn)確面積和體積。

  無非就是知道長度之和,求長寬高直接相乘就可以了,如何一個(gè)可以測的,就是長度符合可以測量的標(biāo)準(zhǔn),讓長寬高相乘就可以了。

  “是多少個(gè)點(diǎn),就是多少個(gè)體積,就是笨辦法來求,也指定不會(huì)錯(cuò)誤?!?p>  點(diǎn)陣在古代就是形數(shù),曾解決畢達(dá)哥拉斯定理的證明。

  此刻依然可以在看似不可積分的積分問題上能夠發(fā)揮作用,發(fā)揮嚴(yán)謹(jǐn)解釋的作用。

  勒貝格笑了:“真正的體積和面積是由連綿不斷的點(diǎn)組成的,哪里像我所說如此簡單,弄個(gè)點(diǎn)陣呢?”

  其實(shí),只要讓一個(gè)數(shù)學(xué)坐標(biāo)中,符合點(diǎn)陣的一種數(shù)學(xué)模型存在就行,那種無限的點(diǎn)陣鋪滿坐標(biāo)的形式,就是環(huán)。

  環(huán)在宏觀上,好解釋,把坐標(biāo)中單位為1的網(wǎng)格畫出來,就是一個(gè)很簡單的整數(shù)環(huán)。

  但是坐標(biāo)中有大量的小數(shù),那這些無窮小的小數(shù)位單位,畫網(wǎng)格就不容易了,那就把單位為 1的網(wǎng)格進(jìn)行類比。之后找到網(wǎng)格環(huán)的運(yùn)算最基本規(guī)律,套用在無窮小小數(shù)上,只要這個(gè)小數(shù)的格符合這個(gè)運(yùn)算,那就是小數(shù)的環(huán)。即使是無理數(shù),如果符合這個(gè)環(huán),那也是環(huán)運(yùn)算。

  所以坐標(biāo)要是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的那種方格為無限小的環(huán),這種環(huán)不亂來,很嚴(yán)謹(jǐn),可求積分,也就是可以求出體積。

  勒貝格認(rèn)為:“不需要點(diǎn)陣了,點(diǎn)陣直接不想相交的豪斯多夫這種東西,也可以去求體積,可求積分?!?p>  “不僅要消滅點(diǎn)陣,而且點(diǎn)陣有不合理的地方,點(diǎn)陣之間的空隙太大,不好。要變成方塊堆疊才可以,方塊堆疊形成體積,只需要求出方塊個(gè)數(shù),和方塊的體積。方塊堆疊起碼沒有空隙。所以在數(shù)學(xué)上,除了點(diǎn)陣方塊可以求,還得保證空隙處,也叫補(bǔ)集,也得是可測的才行?!?p>  如果點(diǎn),不能說體積是大于0的,但是對于方塊體積肯定是大于0的。既然是可以測量,那體積肯定應(yīng)該大于0才行。

  多個(gè)方塊的體積肯定大于少個(gè)方塊的體積,少個(gè)方塊是多個(gè)方塊的子集,那么子集的體積肯定比原集的體積小。

  多個(gè)方塊合起來,那也是可測的,其中有交集和并集。

  如果沒有方塊,那體積為0,就是0測度,這也不是不可測的。

  移動(dòng)方塊的位置,那還是可測的。

  若爾當(dāng)問:“你說的那個(gè)方塊是正方體的嗎?”

  勒貝格笑了笑道:“就是長方體的有什么問題嗎?就是任意六面體的有什么問題嗎?”

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