Пусть
![$E$ $E$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/8/4/d/84df98c65d88c6adf15d4645ffa25e4782.png)
- произвольное множество, измеримое или неизмеримое. Пусть далее,
![$H_E$ $H_E$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/7/0/8/7083740272ec7e73d812c34afbe8f67982.png)
- такое
![$G_\delta$ $G_\delta$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/3/b/e/3bebc6dda8f491ea27f36165bfcde3bc82.png)
-множество, содержащее
![$E$ $E$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/8/4/d/84df98c65d88c6adf15d4645ffa25e4782.png)
, что
![$\operatorname{mes}^\ast E = \operatorname{mes} H_E$ $\operatorname{mes}^\ast E = \operatorname{mes} H_E$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/0/9/0/09073d0b116a6383cb2daaf99d5589dd82.png)
.
Существование такого множества можно доказать, и доказательство у меня присутствует. Задача состоит в следующем:
Доказать, что для любого измеримого множества
![$A$ $A$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/5/3/d/53d147e7f3fe6e47ee05b88b166bd3f682.png)
имеет место равенство
![$\operatorname{mes}^\ast (E \cap A) = \operatorname{mes} (H_E\cap A)$ $\operatorname{mes}^\ast (E \cap A) = \operatorname{mes} (H_E\cap A)$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/1/0/1/1012152cd4e9fc1e3c917e6bcf1503d282.png)
.
C одной стороны, это довольно очевидное следствие предыдущего утверждения, но с другой хотелось бы иметь более строгое доказательство.
Моя попытка: По определению внешней меры существуют такие открытые множества
![$V_n \supset E \cap A$ $V_n \supset E \cap A$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/3/9/c/39cd1b44ef3c86404ac3aa6edb15d8b482.png)
, что
![$\operatorname{mes}^\ast (E\cap A) > \operatorname{mes}V_n - \frac{1}{n}$ $\operatorname{mes}^\ast (E\cap A) > \operatorname{mes}V_n - \frac{1}{n}$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/b/5/3/b530d523183cd3552a28985343715e7682.png)
.
Далее я хочу представить
![$V_n$ $V_n$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/e/2/1/e2133414a04ed674cd351aa027732c8082.png)
в виде
![$V_n = U_n \cap A$ $V_n = U_n \cap A$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/3/a/3/3a359b83b036d7332a5dbec4624480f082.png)
, где
![$U_n \supset E$ $U_n \supset E$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/7/a/e/7aebfa108075b070ca62734d896153b382.png)
.
Если это так, то я сразу смогу подобрать монотонную последовательность уже
![$V_n$ $V_n$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/e/2/1/e2133414a04ed674cd351aa027732c8082.png)
c нужными мне свойствами, поскольку
![$H_E = \bigcap\limits_{n=1}^\infty U_n \cap A$ $H_E = \bigcap\limits_{n=1}^\infty U_n \cap A$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/f/2/1/f2194a5f5eab6cb093a2aa3fc2d3744c82.png)
и можно будет воспользоваться результатом, указанным в начале.
Вопрос: верно ли я рассуждаю7 Если нет, то как можно идти другим путём?