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Podemos encontrar una cantidad no numerable de distintos densa medibles innumerables subconjuntos de a $[0,1]$?

Podemos encontrar una cantidad no numerable de distintos densa medibles innumerables subconjuntos de a $[0,1]$? Obviamente podemos muy bien suponer que todos los subconjuntos tienen medida $0$. Si no me especificar los subconjuntos fueron innumerables, fácilmente podríamos encontrar una cantidad no numerable denso distintos subconjuntos medibles $X_\alpha$ (todos los contables) mediante la adopción de una base de Hamel $H$ $\mathbb{R}$ como un espacio vectorial sobre $\mathbb{Q}$ donde $H$ contiene un valor distinto de cero número racional, y, a continuación, establezca $X_\alpha = (\mathbb{Q} + \alpha) \cap [0,1]$ por cada $\alpha \in H$.

Pero ¿qué pasa si queremos innumerables medibles densa subconjuntos? Creo que todavía debe ser que hay una cantidad no numerable de que se pueden encontrar que son distintos, según mi intuición, pero no conozco un camino "fácil" para mostrar como puedo en el caso de los contables subconjuntos densos.

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user24142 Puntos 2260

Seguro.

Deje $f:[0, 1] \to [0, 1]$ ser tal que $$f(0. b_1 b_2 b_3\ldots) = \liminf_{N\to \infty} \frac{1}{N}\sum_{n=1}^N b_n$$ where $\{b_n\}$ is the usual binary representation of a number in that interval. We have that $f$ is well defined, measurable and integrable and the Birkhoff ergodic theorem implies that $\lambda(f^{-1}(1/2)) = 1$. For all other values $t\en [0, 1]$, $A_t = f^{-1}(t)$ has measure $0$.

Además $A_s\cap A_t =\emptyset$$s\neq t$, y para cualquier $N$ y $0\leq n < 2^N$, $A_t \cap [\frac{n}{2^N}, \frac{n+1}{2^N}] \neq \emptyset$ (la parte inicial de la expansión realmente no importa, lo $A_t$ tiene elementos en cada intervalo), y así es denso en $[0, 1]$ todos los $t$.

La colección de $\{A_t\}_{t\in[0, 1] \setminus 1/2}$ es lo que estabas buscando.


Acabo de leer tu comentario a la otra respuesta. No estoy seguro de que los sets que tengo aquí son Borel. Déjame pensarlo un poco.


Como se ha mencionado en los comentarios, tenemos la $\liminf$ de Borel funciones por lo que tenemos una Borel función y es preimages de singleton, por tanto, también Borel. Estoy satisfecho de que todo esto es correcto, pero no tengo una referencia específica, lo siento.

Con respecto a uncountability, hay al menos dos argumentos que vienen a la mente. La primera, la que yo tenía en mente mientras escribía, se refiere a una clase de medidas en $\prod_{n\in \mathbb{N}} \{0, 1\}$, es decir, aquellas medidas que corresponden a una infinita producto de la medida de $\mu(\{0\}) = 1-t$$\mu(\{1\}) = t$. Esto es un no atómica (para $t\neq 0\text{ or }1$) estándar de la probabilidad de espacio, y de forma un conjunto con la medida $1$, $A_t$ corresponde naturales, mapa, debe ser incontables. (Me gusta mucho este argumento, porque pone de relieve que tener medida $1$ es más sobre la conformación de las expectativas de una medida de gran tamaño).

Más directamente, supongamos que tenemos $A_t = \{a_1, a_2, a_3, \dots\}.$ algunos $t$, $a_i = 0. b_{i, 1} b_{i, 2} b_{i, 3}\ldots$ donde esta es la usual representación binaria de $a_i$. El uso de un estándar diagonalisation argumento sería problemático, ya que íbamos a perder el control de la assymptotic densidad de $1$s en su representación. Sin embargo, si se forma el número de $a$ que es tal que $a= 0.b_1 b_2 b_3\ldots$ donde $$b_i = \begin{cases} 1-b_{n,n^2} &\text{if } i = n^2 \text{ for some } n\in\mathbb{N} \\ b_{1, i}& \text{otherwise.} \end{casos}$$ then I claim that $f(a) = f(a_1)$ as the assymptotic density of the squares is $0$, so $un\en A_t$ but $a\neq a_n$ for all $n$ as their binary representations differ at the $n^2$ place. So $A_t$'s elements cannot be listed and $A_t$ es incontable.

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Frangello Puntos 21

El siguiente, el cual está relacionado con la respuesta user24142 dio, se toma a partir de este 21 de enero de 2003 de la lesión.matemáticas post:

[. . .] aquí está una colección de $c$-muchos pares distintos conjuntos de cardinalidad $c$ en cada intervalo abierto. De hecho, cada uno de estos grupos tiene un resultado positivo en dimensión de Hausdorff de intersección con cada intervalo abierto y que no son muy complicados de una descriptivo conjunto teórico punto de vista (que son todos $F_{\sigma \delta}$ pone, creo), y por lo tanto son muy bajos en el Borel jerarquía de conjuntos.

Para cada número real $r$ $0$ $1$ (inclusive), vamos a $P_r$ el conjunto de los números irracionales cuya decimal expansiones se han $r$ para sus limitar la proporción de $5$'s. Es decir, si $N(x,5,n)$ es el número de apariciones de los dígitos $5$ a la derecha del punto decimal en el primer $n$ dígitos de la expansión decimal de un número real $x,$ $P_r$ es el conjunto de los números reales $x$ tal que $\lim_\limits{n \to \infty}{N(x,5,n)}$ existe y es igual a $r.$

A continuación, se sabe que cada una de las $P_r$ es un conjunto de Borel (de hecho, $F_{\sigma \delta}$ creo) con un resultado positivo de la dimensión de Hausdorff en cada intervalo abierto (ver estos sci.matemáticas puestos: 16 de junio de 2001 y 19 de febrero de 2003), que es bastante más que simplemente decir que cada intervalo abierto ha $c$-la cantidad de números que pertenecen a cada una de las $P_r$ conjuntos.

Por otro lado, estos conjuntos son pequeños en un par de otras maneras. Todos ellos a excepción de $P_{\frac{1}{10}}$ tiene medida cero, y todos ellos, incluidos los $P_{\frac{1}{10}},$ son de primera (Baire) categoría de conjuntos. Por cierto, la unión de todas las $P_r$ conjuntos no incluye todos los números reales. Si dejas $Q$ ser el resto de los números reales, entonces $Q$ es una medida de ajuste a cero con una primera categoría de complemento. Por lo tanto, $Q$ es co-escaso en cada intervalo abierto, y por lo tanto, también se han $c$-muchos elementos en cada intervalo abierto.

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zhw. Puntos 16255

Deje $K$ ser el estándar del conjunto de Cantor. Utilizando ternario expansiones, la función

$$f(.x_1x_2 \dots ) =(.x_1x_3\dots, .x_2 x_4\dots )$$

mapas de $K$ a $K\times K.$ Este mapa es Borel medible. De ello se desprende que $\{f^{-1}(\{a\}) \times K:a\in K\}$ es de a pares distintos de la colección con el continuum de muchos de los innumerables Borels subconjuntos de a $K.$

Ahora el conjunto $U = [0,1]\setminus K$ es un abierto denso subconjunto de $[0,1].$ a Un pequeño paso de su alocución de apertura de la muestra que $U$ contiene continuum muchos pares distintos contables subconjuntos que son densos en $U,$ por lo tanto denso en $[0,1].$ podemos índice de estos conjuntos como $\{D_a: a \in K\}.$ Entonces la colección

$$\{[f^{-1}(\{a\}) \times K]\cup D_a: a \in K\}$$

tiene las propiedades deseadas. Nota de cada uno de esos conjuntos es un conjunto de Borel de la unión de una contables conjunto, por lo tanto es Borel.

2voto

Dominik Puntos 7739

He encontrado una construcción basada en esta idea.

Necesitamos el siguiente lema:
Si $M$ es un innumerable conjunto, entonces hay una innumerable familia de pares distintos innumerables subconjuntos de a $M$.

Para probar esta afirmación, se observa que la $|M \times M| = |M|$ y deje $f$ ser un bijection entre los dos conjuntos. La familia $\{f(\{x\} \times M) \;|\; x \in M\}$ satisface las condiciones de nuestro lema.

Ahora sólo nos aplicar este lema para el conjunto de Cantor para obtener una innumerable familia de distinto innumerables subconjuntos. Dado que el conjunto de Cantor es un nullset, cada subconjunto es una nullset y por lo tanto Lebesgue-medible. Ahora sólo tenemos que unir cada conjunto con uno de los conjuntos de $X_\alpha$ desde el poste de partida para obtener una innumerable familia de innumerables distintos subconjuntos densos de $[0, 1]$.

Edit: creo que los conjuntos pueden ser elegidos Borel con la ayuda del Lema de Zorn, pero no acabo de finalizar la prueba. Deje $B$ ser el conjunto de todos los innumerables Borel-nullsets y definir $$S = \{M \in \mathcal{P}(B) \;|\; \text{the sets in $M$ are pairwise disjoint}\}.$$

$S$ es, obviamente, no vacío y podemos definir un orden parcial en $S$ a través de la inclusión. Ahora, cada cadena tiene una cota superior, es decir, la unión de todos los elementos de la cadena. Por lo tanto, por el lema de Zorn hay un elemento maximal $T \in S$. Hemos terminado si podemos probar que $T$ es incontable.

Supongamos que $T$ es contable y que $N$ es la unión de todos los conjuntos en $T$. A continuación, $N$ es Borel medible y una nullset. Ahora sólo necesita probar que hay un sinnúmero de Borel-nullset en $[0, 1] \setminus N$, pero no puedo encontrar un argumento para probar esta afirmación.

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