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Hay una "medida" $\mu$ $\mathbb{R}$ que codifica Hausdorff medida de cada una de las dimensiones?

Una idea loca...

Pregunta

Deje $\mathcal{B}$ ser el subconjuntos de Borel $\mathbb{R}$, e $X$ el conjunto de funciones continuas $[0,\infty) \to \mathbb{R}$. ¿Existe una "medida" en función de $\mu: \mathcal{B} \to X$ la satisfacción de las siguientes condiciones?

  1. $\mu(\varnothing) = \boldsymbol{0}$.

  2. Para todos los $d \in [0,\infty)$ si $A \in \mathcal{B}$ $\mu_d$ $d$-dimensional medida de Hausdorff, entonces: $$\lim_{x \to \infty} \frac{\mu(A)(x)}{x^d} = \mu_d(A).$$ (Específicamente si $A$ ha dimensión de Hausdorff $d$ y medida $a$ en esa dimensión, queremos que crezca como $ax^d$ si $a \ne 0, \infty$.)

  3. $\mu$ es countably aditivo, en el siguiente sentido: vamos a $A_1, A_2, A_3, \ldots$ ser distintos conjuntos de Borel de la unión,$A$, $\mu(A_n) = f_n$ $\mu(A) = f$. Si $\sum_{n=1}^\infty f_n$ converge uniformemente en compactos de subconjuntos de a $\mathbb{R}$, luego

$$ \sum_{n=1}^\infty f_n = f. $$

Actualización: Eric Wofsey ha mostrado a continuación elemental argumento de que si $\mu$ también satisface:

  1. Traducción de invariancia: $\mu(A + r) = \mu(A)$ todos los $A \in \mathcal{B}$$r \in \mathbb{R}$.

entonces esto es imposible. ¿Qué acerca de 1-3?

La motivación

Mientras que la medida de Lebesgue en $\mathbb{R}$ falla en la captura de cualquier tamaño diferencias entre diferentes tipos de medida cero conjuntos, se puede capturar dicha información con la dimensión de Hausdorff. Mediante la identificación de un conjunto con su dimensión de Hausdorff y su medida de Hausdorff en esa dimensión, se obtiene una mucho más rica noción de tamaño.

Por ejemplo, $\varnothing$ (dimensión 0 medida 0) es menor que $\{1,4\}$ (dimensión 0 medida $2$), que es menor que $\mathbb{Q}$ (dimensión 0 medida $\infty$), que es más pequeño que el conjunto de Cantor (dimensión $\frac{\ln 2}{\ln 3}$ medida $1$) que es menor que $[0,1]$ (dimensión $1$ medida $1$), que es menor que $\mathbb{R}$ (dimensión $1$ medida $\infty$).

Siempre he tenido curiosidad: podemos capturar esta noción de tamaño en una única "medida" en los conjuntos de Borel-no un valor real, pero la función de valor? Encima es un intento.

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Adam Malter Puntos 96

Esto es imposible si necesita la traducción de la invariancia. En efecto, considerar la posibilidad de $A=\mathbb{N}$, $B=\{0\}$, y $C=A\setminus B$. A continuación, la traducción de la invariancia implica $\mu(A)=\mu(C)$, ya que el $C=A+1$. Pero los axiomas (1) y (3) implica que $\mu(-)(x)$ es finitely aditivo para cada una de las $x$, lo $\mu(A)(x)=\mu(B)(x)+\mu(C)(x)$ todos los $x$. Por lo tanto $\mu(B)(x)=0$ todos los $x$. Esto contradice el axioma (2), ya $\mu(B)(x)$ debe converger a$1$$x\to\infty$.

(Tenga en cuenta que el común de los $0$-dimensiones de Hausdorff medida evita este problema al tener $\mu(A)$ $\mu(C)$ ser infinito, por lo que no se puede restar, y deducir que $\mu(B)=0$.)

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