Lebesgue積分講義ノート

2.4. Jordan零集合🔗

Definition2.4.1
uses 1
Used by 4
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L∃∀N

Jordan零集合. m_J^*(N)=0 を満たす集合 N をJordan零集合という.

Lean code for Definition2.4.12 declarations
  • defdefined in NoteKsk/Defs.lean
    complete
    def NoteKsk.JordanNullSet {d : } (A : Set (NoteKsk.Space d)) : Prop
    def NoteKsk.JordanNullSet {d : }
      (A : Set (NoteKsk.Space d)) : Prop
    def JordanNullSet {d : ℕ} (A : Set (Space d)) : Prop :=
      jordanOuterMeasure A = 0
    
    /-! ## Finite additive families -/
    Jordan null sets. 
  • theoremdefined in NoteKsk/«02jordan».lean
    complete
    theorem NoteKsk.Chapter02.jordanMeasure_eq_zero_of_null {d : }
      {N : Set (NoteKsk.Space d)} (hN : NoteKsk.JordanNullSet N) :
      NoteKsk.jordanMeasure N = 0
    theorem NoteKsk.Chapter02.jordanMeasure_eq_zero_of_null
      {d : } {N : Set (NoteKsk.Space d)}
      (hN : NoteKsk.JordanNullSet N) :
      NoteKsk.jordanMeasure N = 0
Proposition2.4.2
Statement uses 2
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Definition 2.3.3
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used by 0!L∃∀N

Jordan零集合はJordan可測である.

Lean code for Proposition2.4.21 declaration, 1 missing
Proof for Proposition 2.4.2
uses 0

実際,

0 \le m_{J,*}(N) \le m_J^*(N)=0

だから m_{J,*}(N)=m_J^*(N)=0 である.

Proposition2.4.3
uses 1used by 1!L∃∀N

1点集合はJordan零集合である.

Lean code for Proposition2.4.31 declaration, 1 missing
Proof for Proposition 2.4.3
uses 0

x \in \RR^d を固定する. \eps > 0に対し, 1点集合 \{ x \} は,x を中心とする幅 2 \eps の区間 Q_\eps で覆える:

\{ x \} \subset Q_\eps := \prod_{i=1}^d (x_i - \eps, x_i+\eps].

よって

m_J^*(\{x\}) \le |Q_\eps| = (2 \eps)^d

\eps>0 は任意なので \eps \to 0 として m_J^*(\{x\}) = 0.

Proposition2.4.4
uses 1used by 0!L∃∀N

有限集合はJordan零集合である

Lean code for Proposition2.4.41 declaration, 1 missing
Proof for Proposition 2.4.4
uses 0

有限集合は1点集合の有限合併なので, 1点集合の場合と同様にして,十分小さい区間で覆えるのでJordan零である.

Proposition2.4.5
Statement uses 2
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Definition 2.1.3
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used by 1!L∃∀N

有界基本集合 E \subset \RR^d の境界 \partial E はJordan零集合である.

Lean code for Proposition2.4.51 declaration, 1 missing
Proof for Proposition 2.4.5
uses 0

有界基本集合 E

E=\bigsqcup_{j=1}^m Q_j, \qquad Q_j=\prod_{k=1}^d (a_{j,k},b_{j,k}]

と書く.各 Q_j の境界 \partial Q_j は,各座標について端点を1つ固定して得られる有限個の超平面片の合併であるからJordan零集合である.したがって

\partial E \subset \bigcup_{j=1}^m \partial Q_j

より,\partial E もJordan零集合である.

Proposition2.4.6
uses 0used by 0XL∃∀N

線分や超平面片など,\RR^d の中で厚みをもたない典型的な図形はJordan零集合である

Proof for Proposition 2.4.6
uses 0

例えば超平面片 \{x_d=0\} \cap [-M,M]^d は厚さ \delta の板

[-M,M]^{d-1} \times [-\delta,\delta]

で覆えるのでJordan零である.線分も同様に細い区間で覆える