“Sard 定理断言临界值集 $F(C(F))$ 在 $N$ 的每张坐标图中都是 Lebesgue 零测集。因此在坐标 Lebesgue 测度的几乎处处意义下,$y\in N$ 都是正则值。坐…”
形式陈述
设
若失败集
直觉
“几乎处处”按测度衡量例外,而不是数例外点的个数。零测集可以稠密,如实数中的有理数集,也可以不可数,如标准 Cantor 集。对于可测函数,修改这些点上的值不改变 Lebesgue 积分,因此积分自然把几乎处处相等的函数视为同一对象。
这也解释了为什么要指定测度:测度决定哪些集合为零。Lebesgue 测度衡量长度,Dirac 测度则把全部质量放在一个点上,它们保留的信息不同。
例子与边界
在 Lebesgue 测度下,有理数集
"几乎"取决于测度的选取。对 Dirac 测度
零测集的可数并仍为零,所以可数个几乎处处成立的性质能在同一个零集之外同时成立。不可数族则可能积累出整个空间的例外:在
推论与应用
构造Lᵖ 空间时,把 a.e. 相等的函数归为同一个元素。对
单调收敛定理与控制收敛定理允许在零集之外验证相应条件;Radon–Nikodym 密度也在 a.e. 意义下唯一。概率中的几乎必然收敛则要求存在一个概率为一的样本集合,使其上的每条样本序列都收敛。
参考资料
- Gerald B. Folland, Real Analysis, 2nd ed., Wiley, 1999,Chs. 1–2, null sets and almost-everywhere statements。
- Walter Rudin, Real and Complex Analysis, 3rd ed., McGraw-Hill, 1987,Ch. 1, null sets, completion, and equality almost everywhere。