测度论

外测度

外测度是对大小的第一种慷慨估计,它定义在绝对每一个子集上,无需任何准入测试。其思路是用简单的片从外部覆盖一个集合,取最省的那种覆盖;由于覆盖总是可行的,每个集合都因此得到一个数。这种普适性的代价是:外测度不必可加——它只是从不低估。

形式地说,集合 X 上的外测度是从 X 的幂集到 [0, +无穷] 的函数 mu-star,满足三个条件:mu-star(空集) = 0;单调性,即 A 含于 B 蕴涵 mu-star(A) 不超过 mu-star(B);以及可数次可加性,即一个可数并的 mu-star 值不超过各片 mu-star 值之和,无论这些片相互重叠还是互不相交。

外测度是构造真正测度的标准起点:先构造一个外测度(这很容易,只需覆盖),再切出它在其上呈可加性的那些集合。卡拉西奥多里准则恰好挑出这些表现良好的集合,外测度限制在它们上便成为一个名副其实的可数可加测度。因此外测度是原料,而测度是精炼后的成品。

次可加性(不超过和)确实弱于可加性(在互不相交集上恰等于和)。勒贝格测度的整套构造,正是在一个大西格玛代数上把前者升级为后者的故事。