符号测度取值可正可负(如可积函数 f 的积分 ν(E)=∫Efdμ),无法直接当作测度处理。哈恩分解把承载符号测度的空间分成"正集"与"负集"两部分,是研究符号测度结构的第一步,也是Jordan分解与全变差理论的前提。需先掌握测度的定义与性质与Lebesgue积分的定义。
定义
设 ν 是可测空间 (X,A) 上的符号测度(可数可加、至多取一个 ±∞、ν(∅)=0)。
- 称可测集 P 为正集,若对一切可测 E⊆P 有 ν(E)≥0;
- 称可测集 N 为负集,若对一切可测 E⊆N 有 ν(E)≤0。
哈恩分解:存在可测集 P,N 使 X=P∪N、P∩N=∅,且 P 为正集、N 为负集。
性质
- 本质唯一:若 X=P′∪N′ 是另一个哈恩分解,则对称差 P△P′(及 N△N′)是 ν-零集。
- 哈恩分解给出正部与负部的"支撑":由此可定义Jordan分解 ν=ν+−ν−,其中 ν+(E)=ν(E∩P)、ν−(E)=−ν(E∩N)。
例
- ν(E)=∫Efdμ(f 实值可积):P={f≥0}、N={f<0} 即是一个哈恩分解。
- ν=δ1−δ2(两个狄拉克测度之差):正集含 1、负集含 2。
后续
哈恩分解直接引出Jordan分解与全变差,是Radon-Nikodym定理、有界变差函数的变差理论以及复测度理论的共同基础。