1.记集合E_{a,e,h} = {d|0<d<h而且存在x>=a使得|f(x+d)-f(x)|>e} = Union_{x>=a} {d | 0<d<h而且|f(x+d)-f(x)|>e}
由于根据f的连续性{d | 0<d<h而且|f(x+d)-f(x)|>e}显然是开集,所以E_{a,e,h}也是开集(根据实数的完备性有开集的任意多个并都是开集)
也就是E_{a,e,h}是最多可列个不相交区间的并集,当然是可测集。
2.很显然,根据定义,对于a>b, E_{a,e,h}是E_{b,e,h}的子集。记m(X)是可测集X的测度,或者如果X是开集,那么必然可以表示成之多可列个
互不相交的开区间的并,那么m(X)就表示这些开区间长度之和。于是m(E_{a,e,h})随着a的增加而单调减少,所以在a趋向无穷时必然有极限。
而如果这个极限不为0,那么代表给定e,h,Intersection_{for all a>0} E_{a,e,h} 非空,这个同题目条件矛盾。
由此我们得出\lim_{a->\intfy} m(E_{a,e,h})=0
3.假设f不是一致连续,那么对于任意实数d>0,存在e>0,而且有无穷个数对{(x_i,d_i)},其中0<d_i<d, \lim_{i->\infty} x_i =\intfy
使得|f(x_i+d_i)-f(x_i)|>2e
于是对于每个i,对于任意s满足0<s<2d-d_i,必然有|f(x_i+d_i+s)-f(x_i+d_i)|+|f(x_i+d_i+s)-f(x_i)|>=|f(x_i+d_i)-f(x_i)|>2e
也就是不等式|f(x_i+d_i+s)-f(x_i+d_i)|>e和|f(x_i+d_i+s)-f(x_i)|>e必然至少有一个成立。
也就是说E_{x_i,e,2d}和E_{x_i+d_i, e, 2d} 的并集必然包含(0,2d-d_i)
由于E_{x_i+d_i, e, 2d}是E_{x_i,e,2d}的子集,得出E_{x_i,e,2d}必然包含(0,2d-d_i)必然包含(0,d)
有这里$x_i$的任意性,得出x_i趋向无穷时,m(E_{x_i,e,2d})一直不小于d,而1)中极限必然为零矛盾。
由此我们得出f必然一致连续。
有了f一致连续性本题就容易证明了