Изменения

Перейти к: навигация, поиск

Определение измеримой функции

379 байт добавлено, 20:04, 6 января 2012
пофиксил баги
{{В разработке}}
{{TODO|t=ВАКАНСИЯ: ВНИМАТЕЛЬНЫЙ ЧИТАТЕЛЬ. НУЖЕН, ЧТОБЫ ОЗНАКОМИТЬСЯ С ЭТИМ ТЕКСТОМ И ИСПРАВИТЬ КОСЯКИ}} Будем рассматривать пространство <tex> (X, \mathcal A, \mu) </tex>, считаем, что мера <tex> \mu </tex> — <tex> \sigma </tex>-конечная, полная, то есть:
<tex> X = \bigcup\limits_p X_p : \mu X_p < + \infty </tex>
<tex> \mu B = 0 , A \subset B \Rightarrow A \in \mathcal A, \mu A = 0 </tex>
Пусть <tex> E \subset X, f: E \rightarrow \mathbb R </tex>, будем обозначать как <tex> E (f </tex> обладает свойством <tex> P )</tex> совокупность точек из <tex>E</tex>, для которых это свойство <tex> P </tex> верно.
{{Определение|definition=<tex> a \in \mathbb R </tex>, <tex> E(f < a), E(f \le a), E(f > a), E(f \ge a) </tex> — '''множества Лебега ''' функции <tex> f </tex>.}}
{{Определение
|definition=
<tex> f : E \rightarrow \mathbb R </tex> называется '''измеримой по Лебегу''', если для любого <tex> a \in \mathbb R </tex> множества Лебега всех четырех типов измеримы(то есть , принадлежат сигма-алгебре).
}}
Измеримость по Лебегу
|statement=
Функция измерима по Лебегу на <tex> E </tex> <tex> \Leftrightarrow </tex> для любого <tex> a </tex> измеримо её множество Лебега одного любого фиксированного типа.
|proof=
Пусть <tex> E(f < a) </tex> — измеримо для любого <tex> a </tex>. Установим измеримость остальных:
}}
... Используя ту же технику, легко установить, что из измеримости <tex>f</tex> {{---}} измерима на <tex>E</tex> <tex>\Rightarrow</tex> следует и измеримость самого <tex>E</tex> {{---}} тоже измеримо, <tex>E = \bigcup\limits_{n=1}^\infty E(f < n)</tex>
Приведём примеры измеримых функций:Пример измеримой функции — <tex>f(x) = C</tex> на измеримом <tex>E</tex>.
<tex>E(f<a) = \left\{
</tex>
Поэтому, считая Так как <tex>E</tex> измеримым, получаемизмеримо, что то постоянная функция на нём измерима.
Всё это распространяется на <tex>E = \bigcup\limits_p E_p</tex>, <tex>E_p \in \mathcal{A}, E_p </tex>— дизъюнктны.
Аналогично , измерима на <tex>E</tex>, функция <tex>f : E \to \mathbb R </tex>, <tex>f(x) = a_p, x\in E_p</tex>.
{{Утверждение
Проверим, что оно замкнуто <tex>\Rightarrow</tex> измеримо.
Рассмотрим последовательность <tex>\bar x_j \in F(f\leq a)</tex>, пусть она сходится к <tex>f(\bar x_j) \leq a</tex>, <tex>\bar x_j \to \bar x</tex>, <tex>\bar x_j \in</tex> замкнутое <tex>F</tex>. Значит, предел тоже в <tex>F</tex>. Значит, по непрерывностиПо определению множества Лебега, <tex>f(\bar x_j) \to f(\bar x)leq a</tex>.
Так как <tex> F </tex> — замкнутое, и <tex>\bar x_j \in F</tex>, то предел тоже принадлежит <tex>F</tex>. Значит, по непрерывности, <tex>f(\bar x_j) \to f(\bar x)</tex>. Значит, <tex>f(\bar x)\leq a \Rightarrow \bar x \in F(f\leq a)</tex>.{{TODO|t=ШТО}}
Множество содержит в себе пределы всех сходящихся подпоследовательностей <tex>\Rightarrow</tex> замкнуто. Но замкнутые множества измеримы по Лебегу.
4) <tex>f \cdot g</tex> {{---}} измеримо <br>
|proof=
1 и 2) доказываются одинаково. НапримерРассмотрим, например, <tex>E(f^2<a)</tex>.
<tex>E(f^2<a)</tex>. При <tex>a\geq 0</tex> оно может быть непустым. Но это равносильно <tex>E(-\sqrt{a} < f < \sqrt{a}) = E(-\sqrt{a} < f) \cap E(f<\sqrt{a})</tex>.
Это пересечение двух измеримых множеств Лебега <tex>\Rightarrow</tex> измеримо.
Тогда <tex>E(f + g>a) = \bigcup\limits_{r\in\mathbb{Q}}(E(g>r) \cap E(f > a - r))</tex>
Справа измеримое множество Это объединение пересечений измеримых множеств Лебега функций <tex>f</tex> и <tex>g</tex>. Операций счётно, операций — счётное число. Значит, <tex>f+g</tex> тоже измеримо. 
4) Вытекает из прошлых: <tex>f \cdot g = \frac{(f+g)^2 - (f-g)^2}{4}</tex>
}}
689
правок

Навигация