Fact: 令 1E:(X,M)→(R,L) 滿足
1E(x):={1x∈E0x∉E則 1E 為可測函數 若且唯若 E∈M。
Proof:
(⇐) 假設 E∈M。我們要證明 1E 為可測函數。為此,令 I:=(−∞,α] 為任意區間,我們僅需證明 1−1E(I)∈M。若 α≤0,則1−1E(I)={x:1E(x)<α}=∅∈M 若 α>1 則
1−1E(I)={x:1E(x)<α}=X∈M最後,若 0<α≤1 則
1−1E(I)={x:1E(x)<α}=Ec 由於 E∈M 且 M 為 σ-algebra,故 Ec∈M。至此我們得證 1E 為可測函數。
(⇒) 假設 1E 為可測函數,我們要證明 E∈M。由於 1E 為可測函數,對任意區間 I=(−∞,α] 而言,1−1E(I)∈M。故取 α=1/2 我們有
1−1E(I):={x:χE(x)<1/2}=Ec∈M由於 M為 σ-algebra,故 E∈M。◻
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