测度论与 Lebesgue 积分 I · 可测函数

把 x² 压成有限个高度

f(x) = x²,0 ≤ x ≤ 2  φ(x) = δ⌊min(f(x), H)/δ⌋

蓝色是原函数;绿色台阶只从下方逼近。拖动固定点,把一个 x 沿竖线送到它的函数值。
f(x)φ(x)截断高度 H
上排按高度切分值域,下排把各层拉回定义域:靠近 x = 0 的前像更宽。

台阶面积从哪里来

一个台阶的高度是 kδ。它对应的 x 通常落在 [√(kδ), √((k+1)δ)),面积就是高度乘区间长度。这里直接对这些根式区间求和,没有用像素估算。

∫₀² f dx = 8/3 ≈ 2.666667

查看当前台阶的积分记录
高度x 区间(端点约值)贡献

单点不改变积分;表中最右端点若具有新的高度,会另列为单点。

先猜:把 δ 一直减小就够了吗

固定 H = 2,只把 δ 越切越细。积分最终会到 8/3 吗?

联动序列 φₙ 的高度网格逐次细化,截断上限也增加,因此 φₙ ≤ φₙ₊₁ ≤ f。独立调节时,这个单调关系并不自动保留。