Tue-17-06-2025 20:32
profe: Dario Martin Aza
tags: Teoria de la medida
Conjunto de Vitali
En [0,1] definimos la relación de equivalencia x∼y si x−y∈Q . Llamamos conjunto de Vitali al conjunto V que obtenemos tomando un único elemento de cada clase de equivalencia de ∼. Uso el axioma de elección.
Ejercicio 1
SeaE={nuˊmeros en el intervalo [0,1] que no usen el dıˊgito 2 en su desarrollo decimal.}
Probar que E es medible y calcular μ(E)
Dem:
E1=[0,0.2)∪[0.3,1]
E1 es el conjunto de números que no tienen al 2 como primer dígito decimal. Y es medible pues es unión de dos conjuntos medibles.
E2={Nuˊmero que no tienen al 2 en sus primeros 2 dıˊgitos}
E2=[0,0.02)∪(0.03,0.012)∪(0.13,0.2)∪((0.3,1]∖{0.32,0.42,…})
Al 0.03 no lo incluyo pues tengo 2 representaciones: 0.0299999 y 0.030000. Habría que considerar esto.
A E2 lo construyo a partir de E1 removiendo 101 del conjunto E1
Inductivamente, construyo
En={ nuˊmeros en [0,1] que no tienen ninguˊn 2 en sus primeros n dıˊgitos}
En es medible porque es unión de intervalos. De la observación anterior surge que μ(En)=109⋅μ(En−1)
E=n∈N⋂Enyμ(E)≤μ(En)=(109)n∀n∈N
⟹μ(E)≤n→∞lim(109)n=0
Ejercicio 2
Sea f:R→R Lipschitz y A⊆R de medida cero.
Probar que f(A) es de medida cero.
Dem:
Sea L la constante de Lipschitz de f, afirmo que
f((a,b))⊆I
Con I intervalo de longitud como mucho 2⋅L⋅(b−a)
Sea x∈(a,b)⟹
∣f(x)−f(a)∣≤L⋅(x−a)≤L⋅(b−a)
⟹f(x)∈[f(a)−L⋅(b−a),f(a)+L⋅(b−a)]=I
Sea E>0, como A es de medida cero ∃(In)n∈N intervalos con A⊆n∈N⋃In tales que n=1∑∞μ(In)<2⋅LE
⟹f(A)⊆f(n∈N⋃In)=n∈N⋃f(In)
⟹μ(f(A))≤n=1∑∞μ(f(In))≤n=1∑∞2L⋅μ(In)=2L⋅n=1∑∞μ(In)<E
Como E>0 es arbitrario ⟹f(A) resulta un conjunto nulo y en particular medible.
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