定义
设 ,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:
且
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)