해석학 에서 루진의 정리 (Лузин의定理, 영어 : Luzin's theorem )는 가측 함수 가 거의 어디서나 연속 함수 라는 정리이다.
라돈 측도
μ
{\displaystyle \mu }
를 갖춘 하우스도르프 공간
X
{\displaystyle X}
에서 (보렐 시그마 대수 를 갖춘) 제2 가산 공간
Y
{\displaystyle Y}
로 가는 가측 함수
f
:
X
→
Y
{\displaystyle f\colon X\to Y}
에 대하여, 만약
μ
(
X
)
<
∞
{\displaystyle \mu (X)<\infty }
라면, 루진의 정리 에 따르면 임의의 양의 실수
ϵ
>
0
{\displaystyle \epsilon >0}
에 대하여 다음 두 조건들을 만족시키는 닫힌 집합
X
ϵ
⊂
X
{\displaystyle X_{\epsilon }\subset X}
가 존재한다.
μ
(
X
∖
X
ϵ
)
<
ϵ
{\displaystyle \mu (X\setminus X_{\epsilon })<\epsilon }
f
|
X
ϵ
:
X
ϵ
→
Y
{\displaystyle f|_{X_{\epsilon }}\colon X_{\epsilon }\to Y}
는 연속 함수 이다.
만약
X
{\displaystyle X}
가 추가로 국소 콤팩트 공간 이라면, 임의의 양의 실수
ϵ
>
0
{\displaystyle \epsilon >0}
에 대하여 다음 두 조건들을 만족시키는 콤팩트 집합
X
ϵ
{\displaystyle X_{\epsilon }}
및 연속 함수
f
ϵ
:
X
→
Y
{\displaystyle f_{\epsilon }\colon X\to Y}
가 존재한다.
μ
(
X
∖
X
ϵ
)
<
ϵ
{\displaystyle \mu (X\setminus X_{\epsilon })<\epsilon }
f
|
X
ϵ
=
f
ϵ
|
X
ϵ
{\displaystyle f|_{X_{\epsilon }}=f_{\epsilon }|_{X_{\epsilon }}}
이다.
실수 구간의 경우, 다음과 같은 형태의 루진 정리가 성립한다. 임의의 함수
f
:
[
a
,
b
]
→
R
{\displaystyle f\colon [a,b]\to \mathbb {R} }
에 대하여, 다음 두 조건이 서로 동치 이다.
f
{\displaystyle f}
는 가측 함수 이다. 여기서 정의역은 르베그 측도 , 공역은 보렐 시그마 대수 를 갖춘다.
임의의 양의 실수
ϵ
>
0
{\displaystyle \epsilon >0}
에 대하여,
μ
(
{
x
∈
[
a
,
b
]
:
f
(
x
)
≠
f
ϵ
(
x
)
}
)
<
ϵ
{\displaystyle \mu (\{x\in [a,b]\colon f(x)\neq f_{\epsilon }(x)\})<\epsilon }
인 연속 함수
f
ϵ
:
[
a
,
b
]
→
R
{\displaystyle f_{\epsilon }\colon [a,b]\to \mathbb {R} }
가 존재한다.
니콜라이 루진 이 증명하였다.[ 1]
↑ Lusin, N.N. (1912). “Sur les propriétés des fonctions mesurables”. 《Comptes Rendus de l’Académie des Sciences권=154》 (프랑스어): 1688–1690. Zbl 43.0484.04 .
김성기, 계승혁, 《실해석》, 서울대학교출판부, 2002.