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Mostrar que la monotonía sigue directamente de la aditividad numerable

En estas notas http://math.gmu.edu/~dwalnut/teach/Math776/Spring11/776s11lec03_notes.pdf se dice que la aditividad contable implica la monotonicidad de la medida

Quiero demostrar que $\mu(\bigcup_{k = 1}^\infty E_k) = \sum\limits_{k=1}^\infty \mu(E_k)$ implica que $A \subseteq B$ entonces $\mu(A) \leq \mu(B)

Esta es mi solución, ¿alguien puede verificar si es correcta?

Ok, obviamente $E_1 \subseteq \bigcup_{k = 1}^\infty E_k$

Y sabemos que $\mu(E_1) + \mu(E_2) + \ldots + \ldots = \mu(\bigcup_{k = 1}^\infty E_k)$

Luego sacamos a todos estos $\mu(E_k), k \geq 2$ tipos

$\mu(E_1) \leq \mu(\bigcup_{k = 1}^\infty E_k)$

¡QED!

¿Es esta demostración correcta? ¿Puede alguien ofrecerme o dirigirme a una prueba alternativa para que pueda comparar? Gracias

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Andres Mejia Puntos 722

El problema con tu prueba es que quieres demostrar la monotonicidad para conjuntos arbitrarios, no solo una unión instanciada $\bigcup_{n \in \mathbb{N}} E_n$. En cambio, creo que quieres usar la condición de aditividad contable ya que es verdadera para todas las uniones disjuntas, en lugar de primero definir una unión contable arbitraria.

En su lugar: Deja $A \subseteq B$ ser un subconjunto adecuado. Entonces $B=A \bigcup (B-A)$. Pero entonces $A \bigcap (B-A)=\emptyset$, por lo que podemos utilizar la aditividad contable.

Si $B=A$ ya hemos terminado, ya que $m(A)=m(B)$.

Así que sin pérdida de generalidad, supongamos que $A \subset B$ sea un subconjunto adecuado. Por aditividad contable:

Entonces $m(B)=m(A \bigcup (B-A))=m(A)+m(B-A)$. Dado que $m(B-A) \geq 0$, se sigue que $m(A) \leq m(B)

Tu prueba no es irrecuperable, simplemente tendrías que decir más sobre por qué tu prueba se aplica a los conjuntos en general.

editar Primero necesitamos un pequeño lema: $m(\emptyset)=0$. Primero notamos que la medida es no negativa.

Luego: deja $A_i=\emptyset$ para todo $i \in \mathbb{N}$. Entonces $$m(\emptyset)=m\left(\bigcup_{i \in \mathbb{N}} A_i\right)=\sum_{i \in \mathbb{N}} m(A_i)=m(\emptyset)+m(\emptyset)+m(\emptyset)+...$$ Si $m(\emptyset) \neq 0$, entonces la suma divergirá. Concluimos que $m(\emptyset)=0$.

ahora: aditividad contable $\implies$ aditividad finita.

Deja $\bigcup_{1}^{n} E_n$ ser una unión finita de conjuntos disjuntos. Define $E_{k}=\emptyset$ para todo $k>n$.

Entonces $$m(\bigcup_{n \in \mathbb{N}} E_n)= \sum_{n \in \mathbb{N}} m(E_n)=\sum_{1}^{n}m(E_n)+\sum_{n+1}^{\infty} m(E_n)=\sum_{1}^{n}m(E_n)+m(\emptyset)=\sum_{1}^{n}m(E_n)$$

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