看书上说可测空间定义是:X是一个集合,F是由X的子集构成到sigma域,则(X,F)称为可测空间



我不明白的是这个括号是什么意思。可测空间是个集合吗?是集合的话那其中的元素是什么?为什么又要加个括号?



多谢各位同学帮忙
可测空间是一个文绉绉的用语,本来很简单的事情非得搞的非常神秘。罗素上个世纪提出了一个悖论,使得集合论的推理发生了严重的危机,也就是说基本的假设按照通常的推理会出现问题,这个问题大家又解决不了,但这个世界上聪明人很多,既然解决不了那就不解决,把这个问题绕过去,于是可测集的概念就应运而生,不是对那种极端的情况处理不了吗,那就不考虑极端的情况,把能处理的情况放在一起,这样推论就不会产生矛盾了。X是任意集合,F是把X中极端的情况去掉后由X的子集所组成的集合,这样去掉了不能处理的集合,剩下来的都是可以处理的,所以(X,F)就叫可测集了,不知道这样解释能不能懂。
非常明白

感激不尽O(∩_∩)O~

空间往往是带有一定结构或运算的集合,而不是简单的集合。例如,



1、在集合X中的任意两个元素x,y之间定义距离d(x,y),d满足距离概念的基本要求,那么(X,d)这个二元组就叫做一个距离空间。有时候简称X为距离空间,但不能忘了那个d;



2、将集合X的一些子集放到一起记做O,要求O里的元素满足一定的条件,例如对有限交和任意并封闭,包含X和空集,那么(X,O)叫做拓扑空间,O里的元素叫开集。这是学习概率论的必备空间;



3、如果在对X中元素之间定义了顺序关系<,满足一定的要求,例如传递性等,那么(X,<)叫序空间。



4、定义了代数运算的集合叫代数空间;



等等。数学的每个分支基本上都是在某个空间讨论问题,而不是一个孤零零的集合。



什么是可测空间呢?正如你所说,就是那个二元组(X,F)。但是记住F只要满足三个条件就可以了,这样的话我们就可以对F中的元素定义测度了,所以F中的元素叫可测集。



但是这时许多人会犯一个致命的错误,认为对F加了限制,排除了一些不可测集。其实我们可以取F为X的子集全体,这时(X,F)就是一个可测空间,我们可以给F中的元素定义测度。



问题出在哪里呢?把可测空间和测度空间的概念混淆了,出在“定义测度”这个步骤!定义了测度(例如记做m)的可测空间叫测度空间,记做(X,F,m),是个三元组。



F取得太大,可能导致无法定义合适的测度。例如取R的全体子集作为F,那么我们没有办法将区间长度这个合适的测度概念定义在F的每个元素上,F太大了。缩小F为小一点的σ域F',使得F' 包括所有的区间,而且其中的元素都有测度L,而且L是区间长度概念的自然推广,就得到所谓勒贝格测度空间(R,F',L),F' 中的元素叫勒贝格可测集,而相应的测度L叫勒贝格测度。



所以可测空间中的可测集和测度无关,测度空间中的可测集和测度有关。



概率论研究的概率空间就是一个测度空间(X,F,P),其中P是定义在F中的测度,叫概率测度。集合X我们一般叫做样本空间,F中的元素叫可测集,但是我们更愿意叫做事件,而把F叫做事件域。任取F中元素A,它是X的子集,这时是一个事件,它的测度P(A)就是事件A的概率。可见这三元组(X,F,P)中的东西缺一不可。

[quote]引用第3楼wxqmath于2009-06-07 11:23发表的 :

空间往往是带有一定结构或运算的集合,而不是简单的集合。例如,



1、在集合X中的任意两个元素x,y之间定义距离d(x,y),d满足距离概念的基本要求,那么(X,d)这个二元组就叫做一个距离空间。有时候简称X为距离空间,但不能忘了那个d;



2、将集合X的一些子集放到一起记做O,要求O里的元素满足一定的条件,例如对有限交和任意并封闭,包含X和空集,那么(X,O)叫做拓扑空间,O里的元素叫开集。这是学习概率论的必备空间;

.......

[/quote]

概括地非常好,学习了。



另外帮1楼指出一个小问题,那就是据我所知,罗素悖论与可测概念是不相关的。罗素悖论的意义在于指出了当时集合定义的一个不合理之处。罗素讲了一个故事,说一个村子里有一个理发师,他在自己的理发店立了块招牌,说他只给村子里那些不给自己理发的人理发。然后有个人问他:“您的头发由谁来理?”这个时候理发师就无言以对了。

转换成数学语言,就是这样的一个集合A是否有意义,其定义为A={x|x不属于A}。设想,假设有一个元素x不属于A,那么它就满足A的定义,所以x就应该属于A;而如果x属于A,那么它就不满足A的定义,因此就应该不属于A。无论如何,都会产生矛盾。

因为这个悖论,集合论开始走向公理化之路,然后一段故事由此展开……



看来是扯远了……
但是这时许多人会犯一个致命的错误,认为对F加了限制,排除了一些不可测集。其实我们可以取F为X的子集全体,这时(X,F)就是一个可测空间,我们可以给F中的元素定义测度。



上面这句话感觉好像有点问题,我搞不清楚可测空间与测度空间的区别,只对可测空间讨论:



我们知道任一事件都是样本空间的子集,但样本空间的子集却不一定是事件。为了讨论方便,还是

用一个比较好理解的现象作一个比喻。

假设研究人的性取向,这样样本空间X={男,女,不男不女},由于不男不女不好确定其性取向,这样

在研究时就将这种情况排出,只研究男和女。

由男和女构成的事件域F={{男} {女} {男,女} {男,男} {女,女} {男,男,女} {女,女,男} {男,男,女,女}}

这些事件都可以找到对应关系:

{男}--和尚

{女} --尼姑

{男,女} {男,男}--夫妻或情侣

{男,男} {女,女} --同性恋

{男,男,女} {女,女,男}--3P

{男,男,女,女}--换妻或淫乱

将这些关系用一个数据进行对应,就构成了概率空间(X,F,P)

这样解释估计要比抽象的讲解容易理解的多。
关于1楼和5楼的问题:首先,4楼没错,可测集的确和罗素悖论无关。但是说到勒贝格可测集,那就有一定的关系了,因为这时讨论的是实数集的性质了。



其次,5楼所说的那个问题,即使排除了不男不女,X={男,女}也不是你要讨论的样本空间。否则的话,你的F中的{男男}就不是X的子集了,怎么会是事件呢?



你的问题的样本空间是Ω={全体男人和女人},是个有限集,其对应的事件域取F={Ω的子集全体}完全可以,(Ω, F)就是可测空间。你说的性取向问题对应的F上的概率测度P是未知的,需要用统计方法确定。更常见的做法是在(Ω, F,P)上定义一个随机变量,用统计方法确定随机变量的分布而不是P本身。例如任取ω∈Ω,定义

X(ω)=0,若ω是和尚,

X(ω)=1,若ω是尼姑,

X(ω)=2,若ω是丈夫,

X(ω)=3,若ω是妻子,

X(ω)=4,其他。

再定义

N(ω)=-1,若ω是情人中的男子,

N(ω)=1,若ω是情人中的女子,

N(ω)=0,其他。



这样的话,你说的那些事件就可以用随机变量表达清楚了。例如

A={X=0}就是和尚的全体,B={1<X<4}就是夫妻全体,C=(1<X<4或N不等于0)就是夫妻或情人全体,等等。如果你觉得还不过瘾,可以再定义一个随机变量Y,例如当ω是3P爱好者时,Y(ω)=-1,否则Y(ω)=1。还可以定义Z(ω)=-1,若ω是男性,否则Z(ω)=1,又一个随机变量。这时Ω的子集{Y=-1,Z=-1}当然还是F中的元素,所以是事件,表示什么你应该能看懂了。你的任务就是用统计方法搞清楚X,Y,Z,N的分布甚至联合分布。

当然你也可以不引入随机变量,直接估计个别事件的概率,但是如果要做区间估计或假设检验这样的事,最终你必将和某个或某些随机变量发生关系。



你完全可以只取Ω的部分子集作为σ域子,例如和尚全体A,尼姑全体B,丈夫全体为C,妻子全体为D,男同性恋全体E,女同性恋全体F,将这些集合及其这些集合的交,并,补等放到一起构成一个σ域F' 来研究,这时(Ω, F' )是可测空间,但是这不能保证你可以在(Ω, F' ,P)上定义足够多的随机变量。总之,σ域要大到将你感兴趣的所有事件都包括进去且满足基本数学要求。



数学概念是不容有半点含糊的,样本空间就是一个集合,事件必须是其子集。反之不然。再举一例:



掷一颗骰子,则可取Ω={1,2,3,4,5,6}, F为其子集全体,F把你能考虑到的事件都包括进去了。定义X=1,2,3,4,5,6对应相应的点数,则(Ω, F)是一个可测空间,X是(Ω, F,P)上随机变量,例如A={X<4}表示点数不超过3这个事件。用统计方法搞清楚X的分布,就搞清楚测度P了。如果要考虑点数不超过3时甲赢,否则甲输这样的问题,定义Y=1,若点数为1,2,或3;否则Y=-1,则Y也是随机变量。搞清楚Y的分布就是你的任务了,不一定要求出概率测度P。当然能求出来最好。

这时其实你可以取事件域F' ={{1,2,3},{4,5,6},Ω,Φ},当然这个事件域比F小多了。(Ω, F' )也是一个可测空间,但是你不能在(Ω, F' ,P' )上定义足够多的随机变量。例如上面那个X就不是这个概率空间上的随机变量,比如{X<5}就不是F'中的元素,故X不是随机变量。但是Y显然在这里还是随机变量。当然这个P'也不是那个P了。不过这对你的问题已经足够了。



可测空间取多大?依问题需要和数学要求而定。