测度论
勒贝格测度
勒贝格测度是对直线上长度、平面上面积、空间中体积的严格而通用的推广。在初等概念有意义之处它与之一致——[a, b] 的测度即 b 减 a——但它把这些概念延拓到一大批没有明显长度的复杂集合上,并且当你把集合平移时其值始终不变。
在实直线上,勒贝格测度 m 是定义在勒贝格西格玛代数上的唯一测度,它把每个区间映为其通常长度,且具平移不变性:对每个可测集 E 与每个实数 x,有 m(E + x) = m(E)。它由勒贝格外测度限制到满足卡拉西奥多里准则的集合上而构成。在 R^n 中同样的构造给出 n 维体积,依旧平移不变,且在长方体上与初等体积一致。
勒贝格测度是绘制勒贝格积分的画布,也是使“几乎处处”一语精确化的依据。两点须坦言:它并非在 R 的每个子集上都有定义(存在不可测集);而且在 R 的一切子集上都没有任何平移不变测度能把区间映为长度 b 减 a——维塔利构造表明此事不可能,这恰是为何必须引入西格玛代数。
m([0, 1]) = 1,m([2, 5]) = 3,m({任一单点}) = 0,且 m(Q 交 [0,1]) = 0,因为 Q 可数。然而康托尔集不可数却仍测度为 0——不可数性并不强迫测度为正。
长度的推广:可数集为零测,但某些不可数集也是零测。
另见