الرياضيات · المسرد

ما معنى قياس؟

تعريف 9.5 الرياضيات الجامعية — السنة 3 · الفصل 9 — نظرية القياس

القياس على (X,A)(X, \mathcal A) هو تطبيق μ ⁣:A[0,+]\mu \colon \mathcal A \to [0, +\infty] يحقق μ()=0\mu(\varnothing) = 0 ويكون جمعيًا من النمط σ\sigma: أي إنه من أجل (An)nN(A_n)_{n\in\N} منفصلة مثنى مثنى،

μ(nAn)=nμ(An).\mu\Bigl(\bigsqcup_n A_n\Bigr) = \sum_n \mu(A_n).

ويُسمّى (X,A,μ)(X, \mathcal A, \mu) فضاء قياس؛ ويكون μ\mu منتهيًا إذا كان μ(X)<\mu(X) < \infty، وقياس احتمال إذا كان μ(X)=1\mu(X) = 1، ومنتهيًا من النمط σ\sigma إذا كان XX اتحادًا قابلًا للعدّ لمجموعات ذات قياس منتهٍ. أمثلة: قياس العدّ على (N,P(N))(\N, \mathcal P(\N))؛ وكتلة ديراك δa(A)=1aA\delta_a(A) = \mathbf 1_{a \in A}؛ وموضوع هذا الفصل، أي قياس لوبيغ.

أمثلة

مثال 9.14

مجموعة كانتور (التمرين 6.10) تحقق λ(C)=0\lambda(C) = 0: إذ CCnC \subseteq C_n، وهو اتحاد 2n2^n فترةً طول كلٍّ منها 3n3^{-n}، ومنه λ(C)(2/3)n0\lambda(C) \leq (2/3)^n \to 0. أي مجموعة غير قابلة للعدّ ومعدومة القياس — فعدد العناصر لا يرى القياس. وبالعكس، فإن مجموعات كانتور السمينة (التمرين 9.5) غير كثيفة في أي مكان وذات قياس موجب: فالطوبولوجيا لا ترى القياس أيضًا. وتدفع مسألة نهاية الأسبوع هذا التفاعل إلى خلاصته اللافتة: أي إن هناك مجموعات قابلة للقياس بمعنى لوبيغ وليست بوريلية.

اقرأ في الفصل ←