Avanzado-Práctica 22 - Teoria de la medida I

Tema: Teoria de la medida I

Thu-14-11-2024 11:50 profe: Mauro status: tags:


Ejercicio 1

Probar que existe un conjunto H[0,1]QcH\subseteq[0,1]\cap \mathbb{Q}^{c} de medida uno formado por una unión numerable de cerrados

μ(A)=A\mu(A)=|A|

Dem:Dem: --> 30:40 Buscamos escribir

H=nNFn,Fn cerradoH=\bigcup_{n\in \mathbb{N}}F_{n},\quad F_{n}\text{ cerrado} Fn=[0,1]mNB(q(n),2m1n)F_{n}=[0,1]\setminus \bigcup_{m\in \mathbb{N}}B\left( q(n),\frac{2^{-m-1}}{n} \right)

q:NQq:\mathbb{N}\to \mathbb{Q} biyección Acotamos de esta forma:

mB(q(m),2m1n)mB(q(m),2m1n)m2mn=1n\left|\bigcup_{m}B\left( q(m),\frac{2^{-m-1}}{n} \right)\right|\leq \sum_{m}\left|B\left( q(m),\frac{2^{-m-1}}{n} \right)\right|\leq \sum_{m}\frac{2^{-m}}{n} = \frac{1}{n}

--> sobre la medida de la resta de conjuntos 44:10

AB=ABcA=ABc+ABsi BAA=AB+B\begin{array}{c} |A\setminus B|=|A\bigcap B^{c} | \\ |A|=|A\bigcap B^{c} |+|A\bigcap B| \\ \text{si }B\subseteq A\to |A|=|A\setminus B|+|B| \end{array}

Asumiendo todo finito

AAB=ABc=AB    AB=AABAB\begin{array}{c} |A|-|A\bigcap B|=|A\bigcap B^{c} |=|A\setminus B| \\ \implies |A\setminus B|=|A|-|A\bigcap B|\geq |A|-|B| \end{array}

Luego

Fn[0,1]mB(q(m),2m1n)=11n|F_{n}|\geq |[0,1]|-\left|\bigcup_{m}B\left( q(m),\frac{2^{-m-1} }{n} \right)\right|=1- \frac{1}{n} H=n^Fn^Fn11nnN|H|=|\bigcup_{\hat{n}}F_{\hat{n}}|\geq |F_{n}|\geq 1- \frac{1}{n}\quad \forall n\in \mathbb{N}

Entonces H1|H|\geq1, pero H[0,1]H\subseteq[0,1] entonces:

H=1|H|=1

--> Otra sol 49:50


Ejercicio 2

-->P2 00:00 Sea AA medible, A>0|A|>0 y p(0,1)p \in(0,1). Luego existe un intervalo (a,b)R(a,b)\subseteq \mathbb{R} tal que A(a,b)p.(a,b)|A\bigcap(a,b)|\geq p.(a,b)

Es decir, existe algún intervalo donde AA lo "satura"

A(a,b)(a,b)p con p casi 1\frac{|A\bigcap(a,b)|}{|(a,b)|}\geq p\quad \text{ con $p$ casi 1}

-->Prac 23 P1 00:00 Podemos suponer A<|A|<\infty Fijemos pp y E=(1p).A\mathcal{E}=(1-p).|A| Existe VV abierto, VAV\supseteq A y E>VA\mathcal{E}>|V\setminus A|. Esto implica V<A+E|V|<|A|+\mathcal{E}

Recordar que VAVA|V\setminus A|\geq |V|-|A|

Un abierto lo podemos pensar como union disjunta numerable de intervalos.

V=nN˙UnV=\dot{\bigcup_{n\in \mathbb{N}}}^{}U_{n} V=nUn=nNUn<A+EA+(1p).V=A+(1p).nUn|V|=|\bigcup_{n}U_{n}|=\sum_{n\in \mathbb{N}}|U_{n}|<|A|+\mathcal{E}\leq |A|+(1-p).|V|=|A|+(1-p).\sum_{n}|U_{n}| p.nUn<A=nN˙(AUn)=nAUnp.\sum_{n}|U_{n}|<|A|=|\dot{\bigcup_{n\in \mathbb{N}}}^{}\left( A\cap U_{n} \right) |=\sum_{n} |A\cap U_{n}|

Lo ultimo vale pues:

A=AV=A(Un)=(AUn)A=A\cap V=A\cap\left( \bigcup U_{n} \right)=\bigcup\left( A\cap U_{n} \right)

Retomando

p.nUn<nAUn(*)p.\sum_{n}|U_{n}|<\sum_{n} |A\cap U_{n}|\tag{*}

Necesariamente, n9N\:\exists\:n_{9}\in \mathbb{N} tal que (Se puede probar por absurdo, para todo...)

p.Un0<AUn0p.|U_{n_{0}}|<|A\cap U_{n_{0}}|

Tarea: ver que si ∄n0\not\exists n_{0} llegamos a un absurdo que niega ()(*)

Observación, podíamos suponer que los abiertos UnU_{n} son intervalos.


Citas y Comentarios

La clase que viene vemos funciones medibles