測(cè)度論(一)我們無(wú)法定義一個(gè)完全的測(cè)度函數(shù)

mention that we use \lambda in the first then using m for measurement.

the length function \lambda((a,b])=b-a extends this concept to a function
\lambda: P(\mathbb{R})\rightarrow \mathbb{R}^{\geq 0}\cup \{\infty\}
we need this measure

  1. \lambda: P(\mathbb{R})\rightarrow \mathbb{R}^{\geq 0}\cup \{\infty\}
  2. \lambda((a,b])=b-a
  3. stay unchanged under translation \lamda(A+x)=\lambda(A)
  4. \lambda(\bigcup_{j\geq 1}U_j)=\sum_{j\geq 1}U_j,U_i\cap U_j=\varnothing \forall i,j\in \mathbb{N} \sigma-additivity

this is the goal we want to define a measurement, but today we will show it's impossible.

take Vitali set into consideration:

x\sim y if x,y \in \mathbb{R} and y-x\in \mathbb{Q}.[x] stands for the equivalence class of x.take \Lambda=\mathbb{R} \setminus\sim.Take \Omega\subseteq (0,1) into consideration,which means every x\in \mathbb{R},there is one and only one element y\in \mathbb{R} satisfies x~y.So for all p,q\in \mathbb{Q},p\neq q,\Omega+q\cap\Omega+p=\varnothing,so
m((0,1))\leq m(\bigcup_{q\in\mathbb{Q},-1<q<1}(\Omega+q))\leq m((-1,2))\leq 3so 1\leq \sum_{i=1}^{\infty}m(\Omega)\leq 3,a hilarious thing!

So it's impossible to define a function with above 4 properties. Let's try to see how far we can go.To see the biggest part of the subset of real numbers which can define a good measure function.

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