測度論

博雷爾集

博雷爾集是任何可由開集出發、經基本集合運算——取補、可數聯集、可數交集——反覆施行(次數隨意)而構造出的集合。區間、開集與閉集、可數集,以及本質上一切在分析中自然出現的集合,都是博雷爾集。它們是「可構造的」可測集。

形式地說,拓撲空間(特別是 R 或 R^n)的博雷爾集是博雷爾西格瑪代數的成員,而博雷爾西格瑪代數是包含一切開集的最小西格瑪代數。每個開集都是博雷爾集,故每個閉集(開集之補)、每個開集的可數交集、每個閉集的可數聯集等等,沿這一超限層級皆然。該構造是內稟的:它不提及任何測度。

博雷爾集嚴格地位於勒貝格可測集之內。須坦言的微妙之處有二:並非每個勒貝格可測集都是博雷爾集——由基數計數可知勒貝格集比博雷爾集多;以及,雖然博雷爾集由可數多「輪」運算生成,卻確實需要超限多輪,故一個博雷爾集未必是開集與閉集的某一個可數聯集或可數交集。

有理數集 Q 是博雷爾集:它是可數個單點集之聯集,而每個單點集 {q} 是閉集,故為博雷爾集。從而其補集——無理數集——也是博雷爾集。每個區間 (a, b)、[a, b]、(a, b] 都是博雷爾集。

由開集經可數步構造而成——但並非所有可測集都是博雷爾集。