可测集

更新时间:2022-09-24 10:54

可测集

若𝓕是X的σ代数,则称(X,𝓕)为可测空间,𝓕中的元称为X的可测集。

勒贝格可测集

设 ,若对任意的点集 ,有 ,则称E为勒贝格可测集,简称可测集。

注意事项如下:

(1)可测集的全体记为M,对于可测集E,称其外测度为测度,记为m(E)。

(2)称测度为零的可测集为零测集。空集、有限集、可数集皆为零测集。

(3)通常称定义中的条件为卡氏条件,称其中的集T为试验集。

相关定理

零集

零集为可测集。

证明:设E为零集,m*(E)=0,任意A⊂R,因为A∩E⊂E,所以有0≤m*(A∩E)≤m*(E),得m*(A∩E)=0,于是

故E∈M。

可测集的补集

若E为可测集,则E的补集也是可测集。

可测集的并集交集

证明:对任意 ,易得 ,依次利用外测度的次可加性、B的可测性(取 为试验集)以及A的可测性(取T为试验集),有:

故得到。

所以可知A∪B是可测集,从而也是可测集。

可数可加性

若是互不相交的可测集列,则并集为可测集,且。

证明:对任意的,由外测度的次可加性等性质可知

所以是可测集,令,则有。

可测集列的交与并

(1)若是可测集列,则并集为可测集,且。

(2)若是可测集列,则交集为可测集。

(3)若有递增可测集列,则,此时对可测集的极限有定义。

(4)若有递减可测集列,且,则,此时对可测集的极限有定义。

(5)任一可测集均可以表示为一列递增的有界可测集之并。

(6)任一可测集均可以表示为一列两两不交的有界可测集之并。

可测集类

第一类

中的矩体是可测集。

证明:设矩体,对任意矩体,不妨设。记矩体,把分割成有限个互不相交的矩体之并:,则有,从而得到

此时易得,矩体S为可测集。

第二类

由中开集的构造可知,每个开集可写成可列个互不相交的半开半闭的矩体之并,故开集必为可测的。由此易得到如下结论:

开集闭集、集、集、Borel集皆为可测集。

可测集的等价刻画

设,则下列条件等价:

(1)E是可测集;

(4)存在

(5)存在

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