Lᵖ 空间与积分理论
乘积测度
乘积测度是当你已知如何沿每条轴度量「长度」之后,用以度量「面积」的方法。若一个空间度量水平方向的延展,另一个度量竖直方向的延展,乘积测度便把一个矩形的测度定为其宽与高之积,再把这条规则一致地推广到合并空间中远为复杂的区域。它是二重积分背后的抽象引擎。
给定两个 sigma 有限测度空间 (X, A, mu) 与 (Y, B, nu),乘积 sigma 代数 A ⊗ B 由可测矩形 A × B(A 属于 A、B 属于 B)生成。在该 sigma 代数上存在唯一的测度 mu × nu,对所有这类矩形满足 (mu × nu)(A × B) = mu(A) 乘以 nu(B)。唯一性需要 sigma 有限性;缺之则构造可能不唯一。R^2 上的勒贝格测度正是这样作为 R 上勒贝格测度两份副本的乘积而生(再行完备化)。
如此小心地构造该测度,意在使逐个变量地在乘积上积分成为合法。一般集合的测度通过切片计算:固定 x,在 Y 中度量切片,再把这些切片测度对 X 积分——而富比尼—托内利定理确证以另一顺序进行会给出同样的答案。一个微妙处:两个完备测度之乘积(如勒贝格 × 勒贝格)未必完备,故通常事后再作完备化。
在 X = Y = [0, 1] 上配勒贝格测度,三角形 T = {(x, y) : 0 <= y <= x <= 1} 的乘积测度通过切片计算:对固定的 x,切片长度为 x,故 (mu × nu)(T) = 在 [0,1] 上对 x dx 的积分 = 1/2——即该三角形的面积。
切片把一个二维测度化为嵌套的一维积分。
另见