maths.freeMeasure Theory › Measuring sets › Carathéodory's criterion

Carathéodory's criterion

Carathéodory's criterion is a result in measure theory that was formulated by Greek mathematician Constantin Carathéodory that characterizes when a set is Lebesgue measurable.

Carathéodory's criterion

Carathéodory's criterion is a result in measure theory that was formulated by Greek mathematician Constantin Carathéodory that characterizes when a set is Lebesgue measurable.

Statement

Carathéodory's criterion: Let \(\lambda^* : {\mathcal P}(\R^n) \to [0, \infty]\) denote the Lebesgue outer measure on \(\R^n,\) where \({\mathcal P}(\R^n)\) denotes the power set of \(\R^n,\) and let \(M \subseteq \R^n.\) Then \(M\) is Lebesgue measurable if and only if \(\lambda^*(S) = \lambda^*(S \cap M) + \lambda^*\left(S \cap M^c\right)\) for every \(S \subseteq \R^n,\) where \(M^c\) denotes the complement of \(M.\) Notice that \(S\) is not required to be a measurable set.

Generalization

The Carathéodory criterion is of considerable importance because, in contrast to Lebesgue's original formulation of measurability, which relies on certain topological properties of \(\R,\) this criterion readily generalizes to a characterization of measurability in abstract spaces. Indeed, in the generalization to abstract measures, this theorem is sometimes extended to a definition of measurability. Thus, we have the following definition: If \(\mu^* : {\mathcal P}(\Omega) \to [0, \infty]\) is an outer measure on a set \(\Omega,\) where \({\mathcal P}(\Omega)\) denotes the power set of \(\Omega,\) then a subset \(M \subseteq \Omega\) is called \(\mu^*\)–measurable or Carathéodory-measurable if for every \(S \subseteq \Omega,\) the equality\[\mu^*(S) = \mu^*(S \cap M) + \mu^*\left(S \cap M^c\right)\]holds where \(M^c := \Omega \setminus M\) is the complement of \(M.\)

The family of all \(\mu^*\)–measurable subsets is a σ-algebra (so for instance, the complement of a \(\mu^*\)–measurable set is \(\mu^*\)–measurable, and the same is true of countable intersections and unions of \(\mu^*\)–measurable sets) and the restriction of the outer measure \(\mu^*\) to this family is a measure.

Now you Không máy tính nào có thể tính toán được nó, nhưng các mảnh của nó có thể tính toán được. Thử một trong những cách dưới đây, hoặc gõ theo ý bạn.

Để cho anh làm việc

Một tài khoản miễn phí thêm ghi chú vào mỗi bài học, ghi chép những gì bạn đã hoàn thành, các bài toán bạn giải quyết ở một nơi, và một giáo viên bạn có thể hỏi về trang này. Toán học là mở cho mọi người, dù có đăng nhập hay không.

Đăng ký Đăng nhập

Ký hiệu được dùng ở đây

Nhấn vào bất kỳ ký hiệu nào để xem định nghĩa đầy đủ, một bức ảnh, và ý nghĩa của từng chữ cái trong nó.

Câu hỏi người ta hỏi

What is wrong with the Riemann integral?

It fails on functions that oscillate too much, and it does not interact well with limits: the limit of integrable functions need not be integrable. Lebesgue's integral fixes both.

Một số phần của trang này được chuyển từ Wikipedia (CC BY-SA 4.0). Được nén lại và giải thích lại ở đây; lỗi là của chúng tôi.

More in Measure Theory