关于“一致收敛”,我们在《数学分析》里已经知道了这个概念,和处处收敛相比,一致收敛的条件更严苛,即一致收敛一定是处处收敛的,但处处收敛不一定一致收敛。收敛使用极限来定义的,而极限是用ε-N语言描述,在处处收敛即函数列极限的定义中,对某个数集上的x,对任意ε,存在N,当n>N时,|fn(x)-f(x)|<ε,也就是说N是与x和ε有关的,即N(x,ε)。但是对于一致收敛,对任意ε,存在N,当n>N时,对数集上一切x,存在|fn(x)-f(x)|<ε,也就是N只与ε有关,即N(ε)。下面给出几乎处处收敛的定义。
Egoroff定理指出了当函数列在E上不一致收敛的时候,我们可以在E中去掉一个很小的点集e,使得E\e 上函数列是一致收敛的。下面给出一个定理是证明Egoroff定理的引理。
这里对可测函数有了一定限制,一是几乎处处有限,二是定义域的测度有限。这个定理表达的意思是,当k趋近于无穷时,几乎每一个函数值都趋近于f(x)的函数值,除了某些点,而这些点构成的点集的测度为0。本质上因为这个函数列几乎处处收敛于f(x),前面已经给出几乎处处收敛的定义,我们知道不收敛点构成的集合的测度为0。下面给出Egoroff定理的描述和证明。
以经典的例子幂函数为例,令fn(x)=x^n 在[0,1]的区间,令f(x)在[0,1)上的值为0,而f(1)=1,则fn(x)处处收敛于f(x)但非一致收敛,根据上面的定理,舍去一个测度任意小的正测集,可以使得在余下的点集上一致收敛,比如舍去一个测度为a的(1-a,1],显然在[0,1-a]上一致收敛。