به محفل ریاضی ایرانیان خوش آمدید! لطفا برای استفاده از تمامی امکانات عضو شوید
+1 امتیاز
462 بازدید
در دانشگاه توسط
ویرایش شده توسط admin

اگر $E $ یک زیر مجموعه اعداد حقیقی باشد به طوری که $ m^{*} \big(E\big) >0 $ آنگاه $ E$ شامل یک مجموعه اندازه ناپذیر است.

1 پاسخ

می توانید به پاسخ(ها) امتیاز دهید یا آن را انتخاب کنید.

+1 امتیاز
توسط erfanm (13,871 امتیاز)
ویرایش شده توسط erfanm

چون اندازه ی خارجی$ E $ مثبت است لذا حتما ناشماراست.

اگر خود $ E $ اندازه ناپذیر باشد آنگاه اگر هر عضو مانند $a $ را حذف کنیم مجموعه ی $B=E \setminus \lbrace a\rbrace $ زیر مجموعه ای محض و اندازه ناپذیر از $ E $ است. چون اگر اندازه پذیر باشه اونوقت اجتماع دو مجموعه اندازه پذیر( $ \lbrace a\rbrace $ و$ B $ ) اندازه پذیر خواهد بود که طبق فرض چنین نیست.

اما اگر خود مجموعه ی $ E $ اندازه پذیر باشد آنگاه از اینکه اندازه ی خارجیش مثبته لذا با اندازه ی مثبت است.

اگر $ \mu(A)>0$ آنگاه $ A$ شامل یک زیر مجموعه اندازه ناپذیر است!

برای اثبات این مطلب مجموعه اندازه ناپذیر ویتالی $ N $ که در اینجا توضیح داده رو در نظر بگیرید.

در اینصورت:

**هر زیرمجموعه اندازه پذیر $N $ دارای اندازه صفر است.

زیرا اگر $ A\subset N $ آنگاه چون برای $ r\in R=[0,1)\cap\mathbb Q $ داریم $$ A_r=A+r\ mod1\subset N+r\ mod1 $$ و $ N_r $ها مجزا هستند و بازه صفر و یک را می پوشانند. (توجه کنید که بدون کاستن کلیت مساله می توان فرض کرد که $A\subset [0,1) $ ) پس: $$ 1\geq \mu(A)=\mu(\bigcup_{r\in R}\mu(A_r)=\sum_{r\in R}\mu(A_r)=\sum_{r\in R}\mu(A) $$ پس اگر $\mu(A)>0 $ آنگاه سری بالا بی نهایت می شود در حالیکه کوچکتر از $ 1 $ است و این یک تناقض است.

حال برای اثبات مطلب بالا فرض کنید $A\subset [0,1) $ و $ \mu(A)>0 $ باشد. در اینصورت چون $ N_r$ ها ( $r\in R $ ) مجزا بوده و بازه صفر و یک را می پوشانند لذا $A=\bigcup_{r\in R}(A\cap N_r) $ و اگر همه ی $ A\cap N_r $ها اندازه پذیر باشند آنگاه بنابر مطلب بالا اندازه آنها صفر بوده و لذا داریم: $$0< \mu(A)=\sum_{r\in R}\mu(A\cap N_r)=\sum_{r\in R}0=0 $$ که تناقض است لذا حداقل یکی از $A\cap N_r $ ها اندازه ناپذیر است.


برای انجام اثبات بالا از اثباتی که اینجا آمده استفاده شده است.

برای ترجمه ی یک جمله از انگلیسی به فرانسوی دو چیز ضروری است. اول، باید جمله ی انگلیسی را تماما بفهمیم. دوم، باید با اصطلاحات ویژه ای که در زبان فرانسوی هستند آشنا باشیم. این وضعیت خیلی شبیه هنگامی است که سعی داریم شرط را که با کلمات بیان شده است با نمادهای ریاضی بیان کنیم. اول، باید آن را تمام درک کنیم. دوم، باید با اصطلاحات ریاضی ریاضی آشنا باشیم.
...