無限にまつわる厄介な数学問題・それを巧妙に避けるルベーグ積分

  1. 日時:2018年12月7日(金) 17時30分から
  2. 場所:東京大学教養学部18号館ホール(詳細はこちら

東京大学 大学院数理科学研究科・准教授

【講義概要】

高校で習う積分はリーマン積分といわれるもので、基本的には連続関数に対して定義される積分です。おおざっぱにいうと、連続関数を短冊(長方形・直方体など)で近似し、それぞれの短冊の面積(体積)の和を取ることでそれを積分値とみなす、というアイデアです。このアイデアでは「各短冊の面積が定まっている」ということと、「各短冊の面積の和の極限をとる(数列の無限和とみなす)」という二点が大前提となっており、よくよく考えると、この二点は、関数の連続性とはあまり関係がありません。「この二点さえ抑えておけば、より一般的な積分論を構築できるのではないか?」と思い至ることは自然だと思います。ここがルベーグ積分論の起点となるわけです。

しかし、ルベーグ積分は現代数学の根幹を成すにも関わらず、初学者にとっては、なかなか理解しにくいというのが現状です。ルベーグ積分は、前述の二点を前提としながら、テトリスゲームのようにブロック(長方形・直方体など)を積み上げていくイメージです。しかし、その積み上げ方にある程度の制約を加えないと、「無限」にまつわる或る厄介な現象が起きてしまい、積分が定義できなくなります。そういった「厄介な現象を巧妙に避ける」というルベーグ積分の核心ポイントを、簡潔にお話したいと思います。

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