测度论

博雷尔集

博雷尔集是任何可由开集出发、经基本集合运算——取补、可数并、可数交——反复施行(次数随意)而构造出的集合。区间、开集与闭集、可数集,以及本质上一切在分析中自然出现的集合,都是博雷尔集。它们是“可构造的”可测集。

形式地说,拓扑空间(特别是 R 或 R^n)的博雷尔集是博雷尔西格玛代数的成员,而博雷尔西格玛代数是包含一切开集的最小西格玛代数。每个开集都是博雷尔集,故每个闭集(开集之补)、每个开集的可数交、每个闭集的可数并等等,沿这一超限层级皆然。该构造是内禀的:它不提及任何测度。

博雷尔集严格地位于勒贝格可测集之内。须坦言的微妙之处有二:并非每个勒贝格可测集都是博雷尔集——由基数计数可知勒贝格集比博雷尔集多;以及,虽然博雷尔集由可数多“轮”运算生成,却确实需要超限多轮,故一个博雷尔集未必是开集与闭集的某一个可数并或可数交。

有理数集 Q 是博雷尔集:它是可数个单点集之并,而每个单点集 {q} 是闭集,故为博雷尔集。从而其补集——无理数集——也是博雷尔集。每个区间 (a, b)、[a, b]、(a, b] 都是博雷尔集。

由开集经可数步构造而成——但并非所有可测集都是博雷尔集。