Thu-20-11-2025 08:56
profe: Pablo Turco - Cecilia De Vita | Leonard Ehrhorn - Tomer Damián Cohen Mizrahi - Iván Moyano Tassara
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Lo que quedó pendiente de la teo anterior
Prop. :
Si f,g:E→R medibles ⟹f+g medible.
Dem:
Supongamos que {f=+∞}=∅={g=±∞}
Si a∈R {f+g<a} es medible
Veamos que
{f+g<a}=q∈Q⋃medible{f<g}∩medible{g<a−q}
-- 00:00
⊇)
Si x∈{f<q}∩{q<a−g}
⟹f(x)+g(x)<q+g(x)<a−g(x)+g(x)=a
⊆)
Usamos esto: A⊆B⟹X∖B⊆X∖A
Tomemos x∈E. ∃q∈Qf(x)<q
∃(qn)n∈N⊂Qf(x)<qn∧qn↘f(x)
Si x=⋃q∈Q{f<q}∩{g<a−q}
⟹f(x)<qn⟹g(x)≥a−qn
⟹f(x)+g(x)≥f(x)+a−qn∀n∈N
⟹f(x)+g(x)≥f(x)+a−f(x)=a
⟹x∈{f+g<a}
Sea φ:E→R simple medible y φ≥0
Existe partición finita E1,…,En medibles E=i=1⋃˙Ei
y α1,…,αn≥0l=∑αi⋅XEi⟹I(l)=i=1∑nαi⋅μ(Ei)
Prop. :
Sean φ,ϕ:E→R con φ,ϕ≥0 simples medibles. 1. I(φ+ϕ)=I(φ)+I(ϕ) 2. I(α⋅φ)=α⋅I(φ)
Dem 1):
Sean E1,…,En medibles disjuntos, α1,…,αn≥0
D1,...,Dm medibles disjuntos β1,⋯,βm≥0
tal que
E=⋃n˙Ei=⋃m˙Dj
φ=i=1∑nαi⋅XEi,ϕ=j=1∑mβj⋅XDj
Como E=i⋃˙j⋃˙Ei∩Dj y φ+ϕ(x)=αi+βj∀x∈Ei∩Dj
⟹φ+ϕ=i=1∑nj=1∑m(αi+βj)⋅XEi∩Dj
I(φ+ϕ)=i=1∑nj=1∑m(αi+βj)⋅μ(Ei∩Dj)
=i=1∑nj=1∑mαi⋅μ(Ei∩Dj)+βj⋅μ(Ei∩Dj)
=i=1∑nj=1∑mαi⋅μ(Ei∩Dj)+i=1∑nj=1∑mβj⋅μ(Ei∩Dj)
=i=1∑nαi⋅j=1∑mμ(Ei∩Dj)+j=1∑mβji=1∑nμ(Ei∩Dj)
=i=1∑nαi⋅μ(Ei)+j=1∑mβj⋅μ(Dj)
=I(φ)+I(ϕ)
Def. :
Teorema
Sea f:E→R medible.
∫Ef=∫Efdμ=∫Ef(x)dμ(x)
=sup{I(φ):0≤φ≤f,φ simple medible}
Prop. :
Si f:E→R simple medible con f≥0∫Ef=I(f)
Dem:
Ver que si 0≤φ≤f simple medible ⟹I(φ)≤I(f)
Queda como ejercicio.
--46:35, Al final si dió la demo
Sean φ,f:E→R simples medibles.
f=i=1∑nαi⋅XEiφ=j=1∑mβj⋅XDj
f=i=1∑nαi⋅XEi∩∪˙jDj=i=1∑nj=1∑mαi⋅XEi∩Dj
De la misma manera
φ=j=1∑mi=1∑nβj⋅XEi∩Dj
Si x∈Ei∩Dj f(x)=αi y φ(x)=βj⟹αi≥βj
Esto ultimo porque suponemos que f≥φ
I(φ)=i=1∑nj=1∑mBj⋅μ(Ei∩Dj)≤i=1∑nj=1∑mαi⋅μ(Ei∩Dj)=I(f)
Prop. :
f:E→R. Si E es nulo, ∫Efdμ=0
Dem:
Si φ:E→R simple tal que φ≤f
φ=i=1∑nαi⋅XEiE=⋃˙i=1nEi
I(φ)=i=1∑nαi⋅=0μ(Ei)=0
Prop. :
Sean f,g:E→R medibles con 0≤f≤g ∫Efdμ=∫Egdμ
Dem:
Si 0≤φ≤f es simple medible ⟹φ≤g
--59:30
Prop. :
proposicion
Sea f:E→R medible con f≥0 y A⊆E medible.
⟹∫Afdμ=∫Ef⋅XAdμ
Luego
∫Afdμ≤∫Efdμ
pues f⋅XA≤f
Obs:
Vimos que puede ocurrir que
fn⟶f pero ∫fn⟶∫f
Ejemplos:
fn(x)=⎩⎨⎧n2xn2(n1−x)00≤x≤2n12n1≤x≤n1x>n1
Teorema de convergencia monótona
Sean (fn)n∈N sucesión de funciones medibles positivas y sea f medible tal que fn→f
Si fn≤fn+1∀n∈N (monótonas crecientes, fn↗f) entonces
n→∞lim∫Efndμ=∫En→∞limfndμ=∫Efdμ
Dem:
Se deja como ejercicio.
Teorema :
Teorema
Sean f,g:E→R medibles y positivas y sea λ>0. Entonces
∫Ef+λ⋅gdμ=∫Efdμ+λ⋅∫Egdμ
Dem:
∫Ef+λgdμ=I(f+λg)=I(f)+λ⋅I(g)=∫Efdμ+λ∫Egdμ
Por algo anterior existen (φn)n∈N medibles simples positivas con φn↗f
Existen (ϕn)n∈N medibles simples positivas tal que ϕn↗g
Luego
φn+λ⋅ϕn↗f+λ⋅g
∫Ef+λ⋅gdμ=∫En→∞limφn+λ⋅ϕndμteor conv mon=n→∞lim∫Eφn+λ⋅ϕndμ
φn+λϕn son simples=n→∞lim∫Eφndμ+λ∫Eϕndμ=n→∞lim∫Eφndμ+λn→∞lim∫Eϕndμ
teor conv mon=∫En→∞limφndμ+λ⋅∫En→∞limϕndμ=∫Efdμ+λ⋅∫Egdμ
Corolario:
Corolario
Sea f:E→R medible positiva
Sean E1,E2⊆E medibles con E1∩E2=∅
∫E1⋃˙E2fdμ=∫E1fdμ+∫E2fdμ
Dem:
∫E1∪˙E2f=∫Ef⋅XE1∪˙E2=∫Ef⋅(XE1+XE2)
=∫Ef⋅XE1+f⋅XE2=∫Ef⋅XE1+∫Ef⋅XE2=∫E1f+∫E2f
Corolario:
Corolario
Sean f,g:E⟶R medibles positivas. Si f=g en casi todo punto
∫Ef=∫Eg
Dem:
--01:36:00
∫Ef=∫E∩{f=g}f+∫E∩{f=g}f=∫E∩{f=g}g+0≤∫Eg
⟹∫Ef≤∫Eg
Análogamente empiezo con g y obtenga la otra desigualdad.
Corolario:
Corolario
∫RXQ=0
Dem:
Como μ(Q)=0⟹XQ≡0 en casi todo punto. Además ∫E0=0
Corolario:
Corolario
Sea f:E⟶R medible y positiva.
∫Ef=0 si y solo si f=0 en casi todo punto.
Dem:
⟹)
--01:44:12
Sea En={f>n1} medible.
Z={f=0}
0=∫Ef=∫Z∪˙(⋃nEn)f=∫Zf+∫⋃nEnf=0+∫⋃Enf
≥∫Enf>∫Enn1=∫En1⋅XEn=n1⋅μ(En)
⟹0≥n1⋅μ(En)≥0⟹μ(En)=0
⟹μ({f=0})=μ(n∈N⋃En)≤n→∞limμ(En)=0
Obs:
Si f,g≥0
Me gustaría que
∫f−g=∫f−∫g
Def. :
Teorema
Sea f:E→R
f+={f(x)0f(x)≥0f(x)<0,f−={−f(x)0f(x)<0f(x)≥0
f+≥0,f−≥0
Además
f=f+−f−
f+=f⋅X{f≥0}f−=−f⋅X{f≤0}
Def. :
Teorema
f:E→R medible.
∫Ef=∫Ef+−∫Ef−
Ejercicio: Todo lo que hicimos para funciones positivas (f≥0 ) vale para f en general
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