Thu-26-06-2025 18:00
profe: Natalia Accomazzo Scotti
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Vamos a querer demostrar lo siguiente:
Sea (fn):E→R∪{±∞} medibles. f=n→∞limfn, ∃φ integrable tal que ∣fn∣≤φ⟹n→∞lim∫Efndμ=∫Efdμ
Para probar convergencia mayorada vamos a usar el lema de Fatou(Clase pasada).
Teorema convergencia mayorada ≥0
Teorema :
Sea (fn):E→[0,+∞] medibles tal que n→∞limfn=f y ∃ϕ integrable tal que fn≤ϕ⟹n→∞lim∫Efndμ=∫Efdμ
Dem:
∫EfdμExiste el lim=∫En→∞limfndμFatou≤n→∞lim∫Efndμ≤n→∞lim∫Efndμ≤∫Efdμ
Sea gn=ϕ−fn≥0 y medible.
n→∞limgn=ϕ−f
∫En→∞limgndμ=∫En→∞limgndμFatou≤n→∞lim∫Egndμ=n→∞lim∫Egndμ=n→∞lim∫Eϕ−fndμ=
=n→∞lim∫Eϕdμ−∫Efndμ=∫Eϕdμ+n→∞lim(−∫Efndμ)=
=∫Eϕdμ−n→∞lim∫Efndμ
Por otro lado,
∫En→∞limgndμ=∫Eϕdμ−∫Efdμ
Juntando todo,
∫Eϕdμ−∫Efdμ≤∫Eϕdμ−n→∞lim∫Efndμ
Como ϕ es integrable, puedo cancelar y listo.
Q.E.D.□
Teorema convergencia mayorada
Teorema :
Teorema
Sea (fn):E→R medibles tal que f=n→∞limfn y ∃ϕ integrable tal que ∣fn∣≤ϕ.(∗)
Entonces n→∞lim∫Efndμ=∫Efdμ
Para funciones positivas siempre está definida la integral.
(*): A partir de un n0 y ctp x.
Dem:
Como ∣fn∣≤ϕ⟹fn es integrable ∀n∈N
∣f∣=n→∞lim∣fn∣≤ϕ⟹f también es integrable.
No siempre es verdad que el límite de integrables es integrable.
Obs:
∣fn∣≤ϕ⟹−ϕ≤fn≤ϕ⟹0≤fn+ϕ funcion pos. mayorada por 2ϕ, que es integrablefn+ϕ≤2⋅ϕ
Por teorema anterior, como 2⋅ϕ integrable:
∫En→∞limfn+ϕdμ=n→∞lim∫Efn+ϕdμ
Linealidad de la integrable + ϕ integrable ⟹∫En→∞limfndμ=n→∞lim∫Efndμ
Ejemplo:
Sea fn integrable tal que fn→f⟹f integrable.
fn(x)=x1⋅X[1,n]
Son todas integrables. De hecho, son integrables Riemann.
fn(x)n→∞⟶x1 y x1 no es integrable.
∫1+∞x1dμConv. mon.=n→∞lim∫1nx1dx=n→∞limln(n)=+∞
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