σ代數

σ代數

在數學中,某個集合X上的σ代數又叫σ域、完全加法類、可列加法類、σ加法類,是含有基本空間的σ環,是X的所有子集的集合(也就是冪集)的一個子集。

這個子集滿足對於可數個集合的並集運算和補集運算的封閉性(因此對於交集運算也是封閉的)。σ代數可以用來嚴格地定義所謂的“可測集”,是測度論的基礎概念之一。需要注意的是,雖然σ代數也稱做σ域,但是它是布爾代數

直接定義


設г是由集合X中一些子集所構成的集合族(也叫做集類 ),且滿足下述條件:
(1);
(2)若,則A的補集;
(3)若則;
我們稱г是一個σ代數。

間接定義


我們首先定義集代數,然後通過集代數定義σ代數。
X為集合,P(X)為其冪集,是P(X)的子集,且滿足
(1)
(2) 如,則A的補集
(3) 如,,則.
則稱ω為X上的集代數。
ω是X上的集代數,如ω還滿足:如果則,就稱ω是X上的σ代數。

發展歷程和意義


σ代數的概念大約起始於二十世紀的前三十年,它隨著測度論的發展而逐漸清晰。最著名的σ代數是關於實數軸測度的波萊爾σ代數(得名於法國數學家埃米·波萊爾),以及1901年亨利·勒貝格建立的勒貝格σ代數。而現代的測度理論的公理化體系就建立在勒貝格的相關理論之上。在這個領域中,σ代數不僅僅是用於建立公理體系,也是一個強有力的工具,在定義許多重要的概念如條件期望和鞅的時候,都需要用到。