实变函数 第三章测度论 第三节可测集的结构
第三节 可测集的结构 第三章 测度论
例区间D是可测集,且m/ 证明见书本p66 零集、区间、开集、闭集、G型集(可数个开集的交) 型集(可数个闭集的并)、 Borel型集(粗略说:从开集出发 通过取余,取交或并(有限个或可数个)运算得到)都是可测集。 注:开集、闭集既是G型集也是F型集 有理数集是F型集,但不是G型集 无理数集是G型集,但不是F型集。 有理数集可看成可数个单点集的并,而单点集是闭集; 通过取余G型集与型集相互转化(并与交,开集与闭集互换
注：开集、闭集既是 型集也是 型集； 有理数集是 型集，但不是 型集； 无理数集是 型集，但不是 型集。 G G G F F F 有理数集可看成可数个单点集的并，而单点集是闭集； 通过取余 G 型集与 F 型集相互转化（并与交，开集与闭集互换） 例 区间 I 是可测集，且 F 注：零集、区间、开集、闭集、 G 型集（可数个开集的交）、 型集（可数个闭集的并）、Borel型集（粗略说：从开集出发 通过取余，取交或并（有限个或可数个）运算得到）都是可测集。 证明见书本p66 mI =| I |
2.可测集与开集、闭集的关系 (1)若E可测,则∨E>0,开集G, 使得EcG且m(G-E)0,闭集F, 使得F<E且m(E-F)<E
2. 可测集与开集、闭集的关系 即：可测集与开集、闭集只相差一小测度集 （可测集“差不多”就是开集或闭集）， 从而可测集基本上是至多可数个开区间的并。 − ( ) (1) 0, E G m G E E G 使得 且 若 可测，则 开集 ， − ( ) (2) 0, F E m E F E F 使得 且 若 可测，则 闭集
(1)若E可测,则VE>0,开集G(2)若E可测,则∨E>0,彐闭集F 使得EcG且m(G-E)0开集G,使得ECG且m(G-E)<E 取F=G,则F为闭集FcE 且m(E-F)=m(E∩F m((e)nF)=m(F-e )=m(g-e)<a
证明：若(1)已证明，由Ec可测可知 0, ( − ) c c 开集G，使得E G且m G E = = − = − − = (( ) ) ( ) ( ) ( ) ( ) c c c c c c c m E F m F E m G E 且m E F m E F 取F=G c，则F为闭集 F E − ( ) (1) 0, E G m G E E G 使得 且 若 可测，则 开集 ， − ( ) (2) 0, F E m E F E F 使得 且 若 可测，则 闭集
(1)若E可测,则vE>0开集G,使得EcG且m(G-E)0,3开区间列l},使得Ec∪1且mE≤∑|l|≤mE+E 令G=∪L,则G为开集,EcG,且 mE≤mGs∑m,s∑l|mE+6 从而(这里用到mE<+0) m(G-e)=mG-mE<&
(1).若E可测，则 证明:(1)当mE<+∞时，由外测度定义知 0,开集G，使得E G且m(G−E) 1 1 1 , | | i i i i i i G I G E G mE mG mI I mE = = = = + 令 则 为开集， ，且 m(G − E) = mG − mE 从而（这里用到mE<+∞ ） + = = I E I m E I m E i i i i i * 1 * 1 0, 开区间列{ },使得 且 | |
(2)当mE=+∞时, 这时将E分解成可数个互不相交的可测集的并: E=E(mE1<+∞) 对每个E应用上述结果 日开集G,使得ECG且m(G-E)<是 令G=UG,则G为开集,EcG,且 m(G-E)=m(UG:-UE)=m(U(G -UE) m(U(G-E)∑m(G-E)≤∑<E =」
令G Gi 则G为开集，E G，且 i = = , 1 − − − = − = − = = = = = = = 1 2 1 1 1 1 1 1 ( ( )) (( ) ( ) ( ) ( ( )) i i i i i i i i i i i i i i i m G E m G E i m G E m G E m G E i Gi Ei Gi m Gi Ei 2 ( ) 开集 ，使得 且 − 对每个Ei应用上述结果 ( ) 1 = + = i i i E E mE (2)当mE=+∞时， 这时将E分解成可数个互不相交的可测集的并：
例设EcR",若VE>0开集G,使得EcG 且m(G-E)<,则E是可测集 证明:对任意的1m, 开集G,使得ECGn且m'(Gn-E)< 令O=0G,则O为G型集,EcO且 m(O-B)≤m(Gn-E)≤l,n=123 故m(O-E)=0 从而E=O-(0-E)为可测集
例 m (O − E) m (Gn − E) 1 n ,n =1,2,3, 1 n n O G O G = 令 = ，则 为 型集，E O且 且 ，则 是可测集。 设 ，若 开集 ，使得 m G E E E R G E G n − ( ) 0, m O E ( ) 0 故 − = 从而E O O E = − − ( )为可测集 Gn E Gn m Gn E n 1 ( − ) 开集 ，使得 且 证明：对任意的1/n
例:设E为[0,1]中的有理数全体,试各写出一个与E只相差一小 测度集的开集和闭集。 E={;,2,,} 开集:G=(x声不 闭集:空集 例:设巨*为[0,1中的无理数全体,试各写出一个与E*只相差 测度集的开集和闭集。 开集:(0,1) 闭集:F=01-(-,+)
例：设E为[0,1]中的有理数全体， 试各写出一个与E只相差一小 测度集的开集和闭集。 例：设E*为[0,1]中的无理数全体，试各写出一个与E*只相差一小 测度集的开集和闭集。 { , , , } E = r1 r2 r3 开集: (0,1) 闭集： [0,1] ( 1 , 1 ) 2 2 1 = − − + + + = i i i i i F r r ( 1 , 1 ) 2 2 1 = − + + + = i i i i i G r r 开集： 闭集：空集
3可测集与G集和园集的关系 (1).若E可测,则存在G型集O,使 ECO且mO-E)=0 可测集可由G型集去掉一零集 或F型集添上一零集得到。 (2)若E可测,则存在型集H,使 HcE且m(E-H)=0
3. 可测集与 G 集和 F 集的关系 G F 可测集可由 型集去掉一零集， 或 型集添上一零集得到。 H E且m(E − H) = 0 (2).若E可测，则存在 F 型集H, 使 E O且m(O−E) = 0 (1).若E可测，则存在 G 型集 O, 使
(1)若E可测,则存在国型集O,使EcO且M(O-E)=0 (2)若E可测,则存在型集H使HcE且mE-H)=0 证明:若(1)已证明,由E可测可知 G型O,使得E°cO且m(O-E)=0 取H=O,则H为F型集,HcE且 m(E-H)=m(E∩H) m((e)nh)=m(H-E)=mo-E )=0
( − ) = 0 c c G 型O，使得E O且m O E (( ) ) ( ) ( ) 0 ( ) ( ) = = − = − = − = c c c c c c c m E H m H E m O E m E H m E H E O且m(O−E) = 0 F H E且m(E − H) = 0 G (1).若E可测，则存在 型集 O, 使 (2).若E可测，则存在 型集H, 使 证明：若(1)已证明，由Ec可测可知 取H=O c，则H为 F 型集 ， H E 且