第二节 可测集合
第三章 测度理论
Lebesgue外测度 (外包 )
n
n
nn AmAm
*
11
* )( ?
?
?
?
?
??
次可数可加性 (即使A n两两不交 )
}:||in f {
11
为开区间且 ii
ii i
IIEIEm
?
?
?
?
? ??? ?
即:用一开区间列“近似”替换集合 E
?? ???????? ?
?
?
?
?
EmIEmIEI
i
iiii
*
1
*
1
||},{,0 且使得开区间列
1.可测集的定义
注,Lebesgue开始也是利用外测度与内测度相等定义可测集,
但此方法对处理问题很不方便,故我们采用上述方法。
E Ec
T∩E T∩Ec
,nRT ??若 )()( * cETmETmTm ???? ??有
mE
( Caratheodory条件),则称 E为 Lebesgue可测集,
此时 E的外测度称为 E的测度,记作
例:零集 E必为可测集
*
**
( ) ( )
( ) ( ) ( )
cm T m T E m T E
m E m T m T
??
?
? ? ? ?
? ? ?

nRT ??证明:
*( ) ( )cm T m T E m T E?? ? ? ? ?从 而
即 E为可测集。
)()(,* cn ETmETmTmRT ?????? ??有
2.Lebesgue可测集的性质
证明,(充分性) nRT ??
即可令 cETBETA ????,
(必要性 )令 BAT ??
有,,cEBEA ???? )()()( * BmAmBAm ??? ??
)()(,* cn ETmETmTmRT ?????? ??有( a)集合 E可测(即 )
即可测集类关于 差,余,有限 交 和可数 交,
有限 并 和可数 并,以及 极限 运算 封闭 ;
11
,,,,,c ii
ii
A A B A B A B A A
??
??
? ? ? ? ?
( b) 若 A,B,Ai 可测,则下述集合 也可测
nA B T R? ? ? ? ?若, 则
*( ( ) ) ( ) ( )m T A B m T A m T B??? ? ? ? ? ?有
注,上式由前面可测集的等价刻画立刻可得
若 Ai两两不交,则 (测度的可数可加性)
??
?
?
?
??
11
)(
i
iii mAAm
若 A,B可测,
则有 可减性
,,???? mABA
mAmBABm ??? )(
可测集类关于 差,余,有限 交 和可数 交,
有限 并 和可数 并,以及 极限 运算 封闭 ;
也可测。
若 可测已证明,则易知 BA ?
ccc BABA )( ???
cBABA ???
nRT ??
)()( * cETmETmTm ???? ??有
易知 Ac可测
证明:由可测集的定义,
可测余即可证明
通过取两不交情形
把一般情形转化为两
可过令
则通可测已证明
为两两不交时若当
i
n
i
i
n
i
nn
i
i
i
A
AAB
A
A
1
1
1
1;
,
,
?
?
?
?
?
?
???
?
*
**
*
*
*
( ( ) ) ( ( ) )
( ( 1 ) ( 2 ) ) ( ( 3 ) ( 4 ) )
( ( 1 ) ( 2 ) ) ( ( 3 ) ( 4 ) ) ( )
( ( 1 ) ( 2 ) ( 3 ) ( 4 ) ) ( )
()
c
m T m T A B m T A B
m m m m
m m B
mA
mT
??
??
?
? ? ? ? ? ?
? ? ? ?
? ? ? ?
? ? ? ?
?

可 测
可 测
*( ( ) ) ( ( ) )cm T m T A B m T A B?? ? ? ? ? ? ?从 而
nRT ??证明:
(1)
(2)
(3)
(4) T
B
A
AB?
下面证明若 A,B 可测,
则 可测
))(()(
))(()((
))(()((
1
*
1
1
*
1
1
*
1
c
i
i
n
i
i
c
i
i
i
n
i
c
i
n
i
i
n
i
ATmATm
ATmATm
ATmATmTm
?
?
?
?
?
??
?
??
??
?????
??????
??????
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))(())((
( * )))(()(
1
*
1
1
*
1
c
i
i
i
i
c
i
i
i
i
ATmATm
ATmATmTm
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
??????
????? ?从而
))(())(( 1*1 ciiii ATmATmTm ?????? ??????另外显然有
,有证明,nRT ??
))(())(( 1*1 ciiii ATmATmTm ?????? ??????从而
即得结论
)式,入(
代并用
可测从而
*
,
1
1
i
i
i
i
AT
A
?
?
?
?
??
?
??
?
?
?
??
11
)(
i
iii mAAm
下面证明若 A i 两两不交,则
例:设 [0,1]中可测集 A1,A2,…,An 满足条件
则 必有正测度。 1 1
n
i
i
m A n
?
???
i
n
i A1??
1
1 ( [ 0,1 ] )n i
i
mA
?
? ? ? ?
))(]1,0([)))((()(
111
c
i
n
i
cc
i
n
ii
n
i
AmAmAm
???
??????证明:
0)1()1(1
11
?????????
??
nmAmA in
ii
n
i
)(])1,0([)]1,0([
11
c
i
n
i
c
i
n
i
AmmAm
??
??????
注,左边 的极限是 集列 极限,
而 右边 的极限是 数列 极限,
(b)中的条件 不可少
???1mA
nnnn mAAm ???? ? lim)lim(
(a) 若 An是递增的可测集列,则
nnnn mAAm ???? ? l i m)l i m(则
???1mA(b) 若 An 是递减的可测集列且
如 An = ( n,+∞) (
n
单调可测集列的性质
?? ???????? ?
?
?
)()( 1121
1 nnnn
AAAAAA
mAmBABm ??? )(则,,???? mABABA 可测,,若
注:若 An是递减集列,
若 An是递增集列,
nnnn AA
?
???
??
1
l i m
nnnn AA
?
???
??
1
l i m