Фігури нульової площі.
З означення квадровних фігур випливає, що якщо зовнішня площа фігури Ф дорівнює нулю: , то сама фігура є квадровною (бо
) і
Теорема 1.6. (напівадитивність верхньої міри). Для довільних фігур Ф1, Ф2, … ,Фm площини має місце нерівність:
(1.16)
де .
Доведення. Оскільки кожний квадрат -го рангу, який має принаймні одну спільну точку з
, має принаймні одну спільну точку з деякою множиною
, то
.
В останній нерівності перейдемо до границі при :
■
З теореми, зокрема, випливає, що об’єднання довільної скінченної множини квадровних фігур нульової площі є фігура нульової площі.
Приклад 6. Множина точок справнювальної дуги Жордана є фігура нульової площі.
Теорема 1.7. Для того, щоб фігура була квадровною, необхідно і достатньо, щоб межа
була квадровною і мала площу 0.
Теорема 1.8. Для того щоб обмежена множина була квадровною, необхідно і досить, щоб для довільного ε>0 існувала скінченна система прямокутників
попарно без спільних внутрішніх точок, і така: 1) яка б покривала усі межові точки множини
і 2) сума площ прямокутників цієї системи була б меншою від
.
Доведення прикладу 6 і теорем 1.7-1.8 можна знайти в підручниках [Кудр., ст. 293-], [Давидов, ст.106], [Райков, Многом., ст. 153-154], [Никольський С.М. Курс м/а.: В 2-х т. –М.: Наука, 1973.-Т. 2]
Теорема 1.9. Об’єднання, перетин і різниця двох квадровних фігур є фігура квадровна.
Доведення. Якщо ,
, або
то
(рис. 1.21) Оскільки фігури
і
квадровні, то
, також
.
Тому і за теоремою 1.7 фігура
квадровна. ■
Зауваження.Теорему 1.9 можна поширити на об’єднання і перетин довільної скінченної множини квадровних фігур, при чому .
Теорема 1.10 (адитивність міри). Площа фігури, яка є об’єднаннями скінченного числа квадровних фігур , які попарно не перетинаються, дорівнює сумі площ цих фігур:
.
Доведення. Оскільки для довільного n правильне включення ,
, то і
,
, тому згідно з (1.2)
. (1.7)
Якщо квадрат рангу належить множині
, то він належить і об’єднанню
цих множин, отже
,
Звідки в силу монотонності міри і рівності (1.17), випливає:
.
Перейдемо до границі при :
. (1.18)
З іншого боку, для довільних відмінних множин має місце нерівність (1.16) ( )
(1.19)
З нерівностей (1.18) і (1.19) і випливає потрібна рівність. ■