数学百科

贝尔函数

2023-05-31

英文

Baire functions

简介

在研究函数连续性的基础上对函数进行分类的结果.具体分类方法如下:所有的连续函数称为“0类”函数;能表示成连续函数列的极限,但它本身不是连续函数的,则称其为“1类”函数;同样地,对于能表示成一列“1类”中函数的极限,而它不是“0类”或“1类”的函数,就称它是“2类”函数.类似地,可以定义“3类”、“4类”……以及任意“n类”函数.还可定义“ω类”函数(这里ω表示可列序数).用如上方法定义的各类函数统称为贝尔函数.例如,可微函数的导数如果不连续,就是1类贝尔函数.贝尔函数的主要性质有:

1.所有贝尔函数组成的集合具有连续统的基数,故贝尔分类并不包括所有的实函数.

2.在n维欧氏空间中,贝尔函数与波莱尔可测函数相同.

3.设{fn(x)}是E上的贝尔函数列.若

fn(x)=f(x) (x∈E),

则f(x)也是E上的贝尔函数.

4.若f(x)是E上的α类贝尔函数,则对任意E0⊂E,f(x)是E0上的某个β(β≤α)类贝尔函数.

5.对于E上所属类数小于等于α的两个贝尔函数,其和、差、积、商(假定在E上有定义)也是E上的小于等于α类的贝尔函数.

6.若f(x)与g(x)是E上小于等于α类的贝尔函数,则max{f(x),g(x)},min{f(x),g(x)}也是E上的小于等于α类的贝尔函数.

7.若f(x)是[a,b]上小于等于α类的贝尔函数,g(t)是[c,d]上小于等于β类的贝尔函数,且a≤g(t)≤b,则f[g(t)]是[c,d]上小于等于α+β类的贝尔函数.

8.若{fn(x)}是E上小于等于α类的贝尔函数列,且{fn(x)}在E上一致收敛于f(x),则f(x)也是E上小于等于α类的贝尔函数.

9.若{fn(x)}是E上小于等于α类的贝尔函数列,且

fn(x)=f(x) (x∈E),

则f(x)是E上小于等于α+2类的贝尔函数.

10.(勒贝格)设f(x)是定义在E=[a,b]上的函数,则f(x)为所属类数不大于1的贝尔函数的充分必要条件为,对任一实数α,{x|f(x)>α,x∈E}与{x|f(x)<α,x∈E}都是Fσ型集.

11.(贝尔)若f(x)是[a,b]上的1类贝尔函数,则对任一非空闭集F⊂[a,b],f(x)在F上的限制f(x|F)在F上必有连续点.

12.(贝尔)设f(x)是[a,b]上的函数,若对任一非空点集F⊂[a,b],f(x)在F上的限制f(x|F)在F上有连续点,则f(x)或为[a,b]上的连续函数,或为1类贝尔函数.

贝尔函数是贝尔(Baire,R.L.)于1899年提出的.