У, лбы здоровые, обрадовались! Чего над ребёнком изгалаяетесь?
Сейчас, золотко, я всё-всё объясню
Вы ничего не сказали про базовое множество - наверное, это числовая прямая. "Просто функция" - это функция, которая задана на точках этой прямой:
. Это значит, что в скобочках у функции
могут стоять только точки
.
Мера - это совсем не то. Мера "измеряет" не точки, а множества (типа Вашего
). Т.е. это какая-то функция не от иксов, а от
множеств этих иксов. Чтобы описать область её определения, вводят понятие полукольца множеств. Это какая-то система множеств, с какими-то свойствами (читаем свойства!). Таких полуколец можно задать тьму-тьмущую. Например, вот такая система из двух множеств
- полукольцо. И система из всех-всех-всех подмножеств прямой - тоже полукольцо. Система из четырёх множеств
- тоже полукольцо. Ну и так далее.
Если уже задано какое-то полукольцо, то можно придумать тьму-тьмущую функций, каждая из которых будет мерой на этом полукольце. Т.е. функцией с какими-то свойствами (читаем свойства!).
Например (я сэкономлю), пусть у нас есть полукольцо из двух множеств
.
Зададим функцию
,
. Спросим себя: а мера ли она? Неотрицательность есть. Как насчёт счетной аддитивности? Ан нету её: берём два (их тут всего два) непересекающихся множества из полукольца, сумма их "мер" есть 9, а "мера" их объединения
равна 7. Значит, функция, что мы ввели - не мера.
Зададим функцию
,
. Вот она - мера (проверьте по свойствам!). А какова же мера множества
? А нет у этого множества меры никакой, оно не лежит в нашем полукольце, и мера
на этом множестве никак не задана, оно неизмеримо.
Давайте возьмём побогаче полукольцо -
, которое из четырёх множеств. И меру я задам формулой (чем больше множеств, тем сложнее задавать меру вручную, приписывая меру каждому множеству). Например, так:
Перепишите это определение, указав, чему равна мера каждого множества, принадлежащего
. Проверьте, что это - мера.
Вот теперь множество
измеримо, и его мера равна 145, т.к. двойка принадлежит
.
Кстати, забавный эффект: мы вроде
задавали только на множествах из полукольца
, состоящего из четырёх множеств. Однако вообще ничего не мешает считать эту же функцию заданной на любом множестве чисел. И она по-прежнему останется мерой. На возможности так расширить область определения некоторых мер многое в анализе основывается.
Итак, мерой называется любая функция, заданная на любом полукольце множеств, и обладающая свойствами (далее по тексту: надеюсь, что слова "неотрицательная" и "счётно-аддитивная" Вы понимаете).
Теперь, зачем она нужна. Ну, во-первых, разные меры нужны в жизни за разным. Например, когда Вы выходите из дома, мера под названием "длина" позволяет Вам судить о том, далеко ли магазин. Когда Вы приходите в хозмаг, мера под названием "площадь" позволяет Вам решить, сколько рулонов обоев нужно на Вашу комнату. Когда Вы смотрите биатлон, мера под названием "число точек в множестве" позволяет Вам посчитать, сколько раз промахнулась Слепцова. Ну и т.д.
А во-вторых, зачем меры нужны в математике, Вы узнаете позднее