用户: Ruiqi chen/CoursesNotes/数学分析 I (实验班)/Nov 27 2024

定义 1. 为 (Lebesgue) 可测集, 如果 满足 Caratheodory 条件: (1) 中全体可测集记作 .

引理 2. 为零测集, 即 , 则 可测.

证明. 有次可加性, 只需证明: (2)

定义 3. 所有零测集都可测的测度空间称为完备的测度空间.

注 4. 依 Cantor 集零测, 零测集子集亦零测, 故 Lebesgue 可测集 的基为 .

定理 5. 集合系 -代数, 且对不交 有: (3)

证明. 取补是平凡的, 若 可测, 此时: , 则: 利用有限个的操作只需证明 两两不交情形, 记: (4)此时 可测, 且: 可数可加性带入 有: (5)

定理 6. 是单调上升的可测集合列, 则: (6)

证明. 故: (7)

定理 7. 单调降, 而某 测度有限, 则: (8)

证明. 不妨假设 测度有限, 有: (9)故级数收敛, 此时: (10)

定义 8 (上下极限集). 给定 , 上下极限集定义为:

定理 9 (集合的 Fatou 引理). 后者要求对某个 , 有限.

证明. 利用单调情形.

定理 10 (Borel–Cantelli 定理). 可测而 , 则: (11)

证明. Omitted.

定理 11 (第二 Borel–Cantelli 定理). 事件 相互独立, 并且概率: (12)那么: (13)

定理 12. 方块可测, 开闭集可测, 故 Borel 集可测.

对任意 存在开集 , 闭集 使得: (14) 去除一零测集, 或 并上一零测集.