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第 46 章:从长度问题到测度

本章共 5 个核心单元,7.5 学时(理论 6.00,应用 1.50)。

第十一部序章:一个 Riemann 失败序列

\([0,1]\) 中的有理数枚举为 \(q_1,q_2,\ldots\),定义

\[ f_n=\mathbf 1_{\{q_1,\ldots,q_n\}}. \]

每个 \(f_n\) 只有有限个不连续点,因而 Riemann 可积且积分为零;但逐点极限是 \(\mathbf 1_{\mathbb Q\cap[0,1]}\),它处处不连续,不再 Riemann 可积。这不是立即调用 新定理的地方,而是第十一部要回答的四个问题:可数集为什么应当大小为零?可数并为何 需要新的集合语言?逐点极限怎样保持可测性?积分与极限何时能够交换?

本章先回答第一个问题,并建立后续对象的起点。

  1. 区间长度应满足哪些基本性质?
  2. 可数区间覆盖怎样定义 Lebesgue 外测度?
  3. 外测度为何单调并满足可数次可加性?
  4. 区间的外测度为何恰好等于区间长度?
  5. 可数集为何是零测集,Jordan 理论的边界在哪里?