G8-E7
[!infobox] Proposición: Acotación vs. Medida Finita Contexto: Propiedades de la Medida de Lebesgue Enunciado:
- Todo conjunto medible y acotado tiene medida finita.
- El recíproco es falso: Existen conjuntos de medida finita no acotados. Advertencia/Clave: Para el contraejemplo, recordar la serie geométrica distribuida a lo largo de .
Demostración (1): Acotado Finito Sea un conjunto acotado. Por definición de acotación en , existe un tal que . Por la propiedad de monotonía de la medida:
Sabemos que la medida de un intervalo acotado es su longitud:
Por lo tanto, es finita.
Contraejemplo (2): Finito Acotado Consideremos el conjunto definido como la unión infinita de intervalos:
-
No Acotado: Para cualquier , existe un tal que . Como , el conjunto tiene puntos mayores que . Por tanto, no está contenido en ningún intervalo finito.
-
Medida Finita: Observamos que los intervalos son disjuntos dos a dos (ya que ). Por la -aditividad de la medida:
Esta es una serie geométrica convergente con razón $r = 1/2$:
Como $\mu(A) = 1$, el conjunto tiene medida finita.