定义

,若对任意的点集 ,有 ,则称E为Lebesgue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。1

相关定理零集零集为可测集。2

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。2

可测集的补集若E为可测集,则E的补集也是可测集。1

可测集的并集交集若A,B为可测集,则A∪B,A∩B,A\B皆为可测集。

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,从而是可测集,A\B=也是可测集。1

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。1

可测集列的交与并(1)若是可测集列,则并集为可测集,且。1

(2)若是可测集列,则交集为可测集。1

(3)若有递增可测集列,则,此时对可测集的极限有定义。1

(4)若有递减可测集列,且,则,此时对可测集的极限有定义。1

(5)任一可测集均可以表示为一列递增的有界可测集之并。3

(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。3

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。1

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。1

可测集的等价刻画设,则下列条件等价:

(1)E是可测集;

(2)对任意ε>0,存在开集G⊃E,使m*(G\E)0,存在闭集F⊂E,使m*(E\F)