题目
1.设A_(1),A_(2)是[0,1]的可测子集,且mA_(1)+mA_(2)>1,则m(A_(1)cap A_(2))>0
1.设$A_{1}$,$A_{2}$是[0,1]的可测子集,且$mA_{1}+mA_{2}>1$,则$m(A_{1}\cap A_{2})>0$
题目解答
答案
为了证明 $ m(A_1 \cap A_2) > 0 $,我们从已知条件出发,即 $ A_1 $ 和 $ A_2 $ 是 $[0,1]$ 的可测子集,且 $ m(A_1) + m(A_2) > 1 $。我们使用可测集的性质,特别是关于集合的并和交的测度的性质。
首先,我们知道对于任意两个可测集 $ A_1 $ 和 $ A_2 $,以下不等式成立:
\[
m(A_1 \cup A_2) = m(A_1) + m(A_2) - m(A_1 \cap A_2).
\]
由于 $ A_1 \cup A_2 \subseteq [0,1] $,因此 $ A_1 \cup A_2 $ 的测度不超过 $[0,1]$ 的测度,即:
\[
m(A_1 \cup A_2) \leq 1.
\]
将 $ m(A_1 \cup A_2) $ 的表达式代入这个不等式,我们得到:
\[
m(A_1) + m(A_2) - m(A_1 \cap A_2) \leq 1.
\]
根据已知条件 $ m(A_1) + m(A_2) > 1 $,我们可以将这个不等式重写为:
\[
m(A_1 \cap A_2) \geq m(A_1) + m(A_2) - 1.
\]
由于 $ m(A_1) + m(A_2) > 1 $,因此 $ m(A_1) + m(A_2) - 1 > 0 $。于是,我们有:
\[
m(A_1 \cap A_2) > 0.
\]
这样,我们就证明了 $ m(A_1 \cap A_2) > 0 $。因此,答案是:
\[
\boxed{m(A_1 \cap A_2) > 0}
\]
解析
考查要点:本题主要考查测度论中集合的测度性质,特别是利用测度的可加性及集合的包含关系推导交集测度的下界。
解题核心思路:
通过测度的加法公式,将集合的并集测度与交集测度联系起来。结合并集测度不超过全集测度这一关键点,建立不等式,最终推导出交集测度的正性。
破题关键:
- 测度的加法公式:$m(A_1 \cup A_2) = m(A_1) + m(A_2) - m(A_1 \cap A_2)$。
- 并集测度的限制:由于$A_1 \cup A_2 \subseteq [0,1]$,故$m(A_1 \cup A_2) \leq 1$。
- 不等式变形:将已知条件$m(A_1) + m(A_2) > 1$代入公式,直接推导出$m(A_1 \cap A_2)$的下界。
步骤1:写出测度的加法公式
根据测度的可加性,对于可测集$A_1$和$A_2$,有:
$m(A_1 \cup A_2) = m(A_1) + m(A_2) - m(A_1 \cap A_2).$
步骤2:利用并集测度的限制
由于$A_1 \cup A_2 \subseteq [0,1]$,其测度不超过$[0,1]$的测度,即:
$m(A_1 \cup A_2) \leq 1.$
步骤3:联立不等式并变形
将加法公式代入并集测度的限制,得:
$m(A_1) + m(A_2) - m(A_1 \cap A_2) \leq 1.$
整理得:
$m(A_1 \cap A_2) \geq m(A_1) + m(A_2) - 1.$
步骤4:结合已知条件推导结论
题目给出$m(A_1) + m(A_2) > 1$,因此:
$m(A_1) + m(A_2) - 1 > 0.$
代入上一步的不等式,得:
$m(A_1 \cap A_2) > 0.$