方企勤 第六章 多元函数积分学 第6.1题

教材习题

📝 题目

6. 1.1 试求 ${\mathbf{R}}^{2}$ 中点集 $E = \{ \left( {x,y}\right) \mid 0 \leq x \leq 1,0 \leq y \leq 1,x$ 与 $y$ 至少有一为有理数 $\}$ 的内容度和外容度. 问 $E$ 是否是可测图形?

💡 答案解析

6. 1.1 ${V}^{ - }\left( E\right) = 0,{V}^{ + }\left( E\right) = 1$ ,故 $E$ 不可测.

6.1.3 取 ${E}_{1}$ 为题 6.1.1 中的 $E,{E}_{2} = \{ \left( {x,y}\right) \mid 0 \leq x \leq 1,0 \leq y \leq 1\} \smallsetminus {E}_{1}$ , ${E}_{1} \smallsetminus {E}_{2}$ 是不可测图形.

6.1.5 不可积.

6.1.6 若 $\Omega$ 是容度为零的可测图形知结论不正确.

6.1.9 用直线 $x - y = {c}_{i}$ 把区域分割成几个小区域.

6.1.11 ${\underline{R}}^{m}$ 的 $n$ 阶网格可用作 $Q$ 的一个分划 $\left\{ {{\Omega }_{1},\cdots ,{\Omega }_{l}}\right\}$ ,若闭立方体 ${\Omega }_{i}$ 含于 $\bar{\Omega }$ 内,但不含于 $\mathring{\Omega }$ 内,必要时可对 ${\Omega }_{i}$ 添加一线段. 若闭立方体 ${\Omega }_{i}$ 与 $\Omega$ 的交集为空集,必要时也可对 ${\Omega }_{i}$ 添加一线段,这样得到 $\left\{ {{\Omega }_{1},\cdots ,{\Omega }_{l}}\right\}$ 仍为 $Q$ 的一个分划.

📋 详细解题步骤

步骤 1/4
目标:理解题目要求
题目要求计算点集E的内容量和外容度,并判断E是否可测。E是单位正方形[0,1]×[0,1]中至少有一个坐标为有理数的点集。
提示:注意内、外容度的定义:内容量是包含于E的闭集测度的上确界,外容度是包含E的开集测度的下确界。
步骤 2/4
目标:计算内容量
内容量V^-(E)定义为所有包含于E的闭集的测度的上确界。由于E中不含任何内点(因为任意邻域内都有无理数点不在E中),所以任何包含于E的闭集测度均为0,因此V^-(E)=0。
公式:V^-(E)=sup{m(F): F⊂E, F闭}
提示:关键:E的任意开邻域都包含不属于E的点,所以E没有内点。
步骤 3/4
目标:计算外容度
外容度V^+(E)定义为所有包含E的开集的测度的下确界。由于E在单位正方形中稠密(有理数稠密),任何包含E的开集必然包含整个单位正方形,因此下确界为1。所以V^+(E)=1。
公式:V^+(E)=inf{m(G): G⊃E, G开}
提示:注意:E的闭包是整个单位正方形,所以任何包含E的开集必须包含[0,1]×[0,1]。
步骤 4/4
目标:判断可测性
由于内容量0不等于外容度1,根据容度理论,E不是可测图形(即不可测)。
公式:若V^-(E)=V^+(E),则E可测
提示:可测的充要条件是内容量等于外容量。

📷 拍照上传批改

拍照上传批改功能已预留入口,后续接入图片上传、OCR识别与AI批改。