n k=1 k=n+1 k=1 k=1 k=1

Σχετικά έγγραφα
R f. P = {a = x 0 < x 1 < x 2 <... < x n = b} m k = inf{f(x) : x k x x k+1 } και M k = sup{f(x) : x k x x k+1 }

B = F i. (X \ F i ) = i I


n = r J n,r J n,s = J

a n = sup γ n. lim inf n n n lim sup a n = lim lim inf a n = lim γ n. lim sup a n = lim β n = 0 = lim γ n = lim inf a n. 2. a n = ( 1) n, n = 1, 2...

i=1 i=1 i=1 (x i 1, x i +1) (x 1 1, x k +1),

f(f 1 (B)) f(f 1 (B)) B. X \ (f 1 (C)) = X \ f 1 (C) = f 1 (Y \ C) X \ (f 1 (C)) f 1 (Y \ C). f 1 (Y \ C) = f 1 (Y \ C ) = X \ f 1 (C ).

Παράρτηµα Α. Στοιχεία θεωρίας µέτρου και ολοκλήρωσης.

Εισαγωγή στην Τοπολογία

1.2 Βάσεις και υποβάσεις.

5 Σύγκλιση σε τοπολογικούς χώρους

Ορισμός : Η συνάρτηση X : Ω είναι μετρήσιμη εάν 1. της τυχαίας μεταβλητής X : Ω, είναι το πεδίο τιμών της X. Δηλαδή είναι το υποσύνολο του { }

Λύσεις στην Συναρτησιακή Ανάλυση Κανονική εξεταστική 2009 (μπορεί να περιέχουν λάθη)

ii

1 1 + nx. f n (x) = nx 1 + n 2 x 2. x2n 1 + x 2n

Ορισμός : Η συνάρτηση X : Ω είναι μετρήσιμη εάν 1. της τυχαίας μεταβλητής X : Ω, είναι το πεδίο τιμών της X. Δηλαδή είναι το υποσύνολο του { }

2. Η πιθανότητα της αριθμήσιμης ένωσης ξένων μεταξύ τους ενδεχομένων είναι το άθροισμα των πιθανοτήτων των ενδεχομένων.

R ισούται με το μήκος του. ( πρβλ. την ιστορική σημείωση 3.27 στο τέλος

f(t) = (1 t)a + tb. f(n) =

Συνεκτικά σύνολα. R είναι συνεκτικά σύνολα.

Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι αληθείς; Δικαιολογήστε την απάντησή σας.

ΙΑΤΜΗΜΑΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥ ΩΝ. και την ΟΙΚΟΝΟΜΙΑ»

x \ B T X. A = {(x, y) R 2 : x 0, y 0}

j=1 x n (i) x s (i) < ε.

ΣΥΝΤΟΜΕΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΘΕΜΗΣ ΜΗΤΣΗΣ TΜΗΜΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΗΡΑΚΛΕΙΟ

4 Ασθενείς τοπολογίες σε χώρους με νόρμα. 4.1 θεωρήματα Mazur, Alaoglou, Goldstine.

f x 0 για κάθε x και f 1

Συναρτησιακή Ανάλυση, μεταπτυχιακό μάθημα

Συνεκτικά σύνολα. R είναι συνεκτικά σύνολα.

Όταν δεν υπάρχει κίνδυνος σύγχυσης γράφουμε συνήθως ο τοπολογικός χώρος X και χρησιμοποιούμε την σύντμηση τ.χ. (= τοπολογικός χώρος).

Σημειώσεις Θεωρίας Μέτρου. Θέμης Μήτσης. Τμήμα Μαθηματικών Πανεπιστήμιο Κρήτης Ηράκλειο

1 Το ϑεώρηµα του Rademacher

ΑΝΑΛΥΣΗ 2. Μ. Παπαδημητράκης.

ι3.4 Παραδείγματα T ) έχει την ιδιότητα Heine-Borel, αν κάθε κλειστό και φραγμένο υποσύνολό του είναι συμπαγές.

2. Η πιθανότητα της αριθμήσιμης ένωσης ξένων μεταξύ τους ενδεχομένων είναι το άθροισμα των πιθανοτήτων των ενδεχομένων.

B = {x A : f(x) = 1}.

Εισαγωγή στην Τοπολογία

1. στο σύνολο Σ έχει ορισθεί η πράξη της πρόσθεσης ως προς την οποία το Σ είναι αβελιανή οµάδα, δηλαδή

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Ημιαπλοί Δακτύλιοι

Συναρτησιακή Ανάλυση, μεταπτυχιακό μάθημα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Συνθήκες Αλυσίδων

(ii) X P(X). (iii) X X. (iii) = (i):

Το φασματικό Θεώρημα

6 Συνεκτικοί τοπολογικοί χώροι

EukleÐdeiec emfuteôseic: ˆnw frˆgmata

4.2 Αυτοπάθεια και ασθενής συμπάγεια * * X, x X, είναι επί του. X. Σημειώνουμε ότι υπάρχουν παραδείγματα μη

Ασκήσεις για το µάθηµα «Ανάλυση Ι και Εφαρµογές» (ε) Κάθε συγκλίνουσα ακολουθία άρρητων αριθµών συγκλίνει σε άρρητο αριθµό.

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ ΣΧΟΛΗ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΗΣ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ ΚΑΙ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΣΤΟΧΑΣΤΙΚΑ ΜΟΝΤΕΛΑ

Ασκήσεις για το µάθηµα «Ανάλυση Ι και Εφαρµογές»

Θεωρία μέτρου και ολοκλήρωσης

17/10/2016. Στατιστική Ι. 3 η Διάλεξη

ΑΝΑΛΥΣΗ 2. Μ. Παπαδημητράκης.

Θεωρία μέτρου και ολοκλήρωσης

Μιχάλης Παπαδημητράκης. Πραγματική Ανάλυση. Μέτρο και ολοκλήρωμα Lebesgue στο R. Τμήμα Μαθηματικών. Πανεπιστήμιο Κρήτης

Έχοντας υπόψιν το Λήμμα του Urysohn, είναι φυσικό να θέσουμε το ακόλουθο ερώτημα: Αν

Τελική Εξέταση 10 Φεβρουαρίου 2017 ιάρκεια εξέτασης 2 ώρες και 30 λεπτά


1 Χώροι πηλίκα { } x = y x y Y. Με τις πράξεις της πρόσθεσης και του βαθμωτού πολλαπλασιασμού που ορίζονται με τον

Το φασματικό Θεώρημα

Απειροσ τικός Λογισμός ΙΙ Πρόχειρες Σημειώσεις Τμήμα Μαθηματικών Πανεπιστήμιο Αθηνών

Apì ton diakritì kôbo ston q ro tou Gauss

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Η ΑΡΧΗ ΕΓΚΛΕΙΣΜΟΥ ΑΠΟΚΛΕΙΣΜΟΥ

= lim. (P QP ) n x, x. E(Ex) = lim. (P QP ) m P x = Ex, EP x = lim

Dunamoseirèc A. N. Giannakìpouloc, Tm ma Statistik c OPA

Θεωρία Πιθανοτήτων, εαρινό εξάμηνο Λύσεις του τέταρτου φυλλαδίου ασκήσεων.

n 5 = 7 ε (π.χ. ορίζοντας n0 = 1+ ε συνεπώς (σύμϕωνα με τις παραπάνω ισοδυναμίες) an 5 < ε. Επομένως a n β n 23 + β n+1

Α Δ Ι. Παρασκευή 25 Οκτωβρίου Ασκηση 1. Στο σύνολο των πραγματικών αριθμών R ορίζουμε μια σχέση R R R ως εξής:

convk. c i c i t i. c i u i c < c i φ i (F (ω)) c < ( ) c i m i < i=1 i=1 i=1 i=1 i=1 i=1 i=1 i=1 i=1 i=1 i=1

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Λογισμός 4. Ενότητα 3: Το Θεώρημα του Lebesgue. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών

35 Χρήσιμες Προτάσεις με αποδείξεις Γ Λυκείου Μαθηματικά Κατεύθυνσης

LÔseic Ask sewn sta Jemèlia twn Majhmatik n I

Αρµονική Ανάλυση. Ενότητα: Ολοκλήρωµα Lebesgue - Ασκήσεις. Απόστολος Γιαννόπουλος. Τµήµα Μαθηµατικών

f(x) = lim f n (t) = d(t, x n ) d(t, x) = f(t)

Πραγµατική Ανάλυση ( ) Ασκήσεις - Κεφάλαιο 3

sup(a + B) = sup A + sup B inf(a + B) = inf A + inf B.

ΑΝΑΛΥΣΗ 1 ΔΕΚΑΤΟ ΜΑΘΗΜΑ, Μ. Παπαδημητράκης.

Διακριτά Μαθηματικά ΙΙ Χρήστος Νομικός Τμήμα Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων 2018 Χρήστος Νομικός ( Τμήμα Μηχανικών Η/Υ Διακριτά

3.5 Το θεώρημα Hahn-Banach σε τοπολογικούς διανυσματικούς χώρους.

ΑΝΑΛΥΣΗ 1 ΕΙΚΟΣΤΟ ΤΡΙΤΟ ΜΑΘΗΜΑ, Μ. Παπαδημητράκης.

(a + b) + c = a + (b + c), (ab)c = a(bc) a + b = b + a, ab = ba. a(b + c) = ab + ac

P (A B) = P (AB) P (B) P (A B) = P (A) P (A B) = P (A) P (B)

Δύο λόγια από τη συγγραφέα

Μαθηματική Λογική (προπτυχιακό) Εξέταση Ιανουαρίου 2018 Σελ. 1 από 5

όπως οι Kolmogorov, Wiener, Prohorov, Skorohod, Lévy, Donsker

Περιεχόμενα 1 Πρωτοβάθμια Λογική Χρήστος Νομικός ( Τμήμα Μηχανικών Η/Υ Διακριτά και Πληροφορικής Μαθηματικά Πανεπιστήμιο ΙΙ Ιωαννίνων ) / 60

ΑΝΑΛΥΣΗ 1 ΠΕΜΠΤΟ ΜΑΘΗΜΑ, Μ. Παπαδημητράκης.

Shmei seic Genik c TopologÐac. Miqa l GerapetrÐthc

Λύσεις Διαγωνισμάτος 1 Ενότητα: Ακολουθίες-Σειρές

h(x, y) = card ({ 1 i n : x i y i

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΘΕΜΑ Β. 2x 1. είναι Τότε έχουμε: » τον χρησιμοποιούμε κυρίως σε θεωρητικές ασκήσεις.

σημειωσεις θεωριας μετρου

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Θετικής & Τεχνολογικής Κατεύθυνσης Β ΜΕΡΟΣ (ΑΝΑΛΥΣΗ) ΚΕΦ 1 ο : Όριο Συνέχεια Συνάρτησης

f(x) f(c) x 1 c x 2 c

2. Η πιθανότητα της ένωσης δύο ξένων μεταξύ τους (ασυμβίβαστων) ενδεχομένων είναι το άθροισμα των πιθανοτήτων των ενδεχομένων.

ΜΕΓΙΣΤΙΚΟΣ ΤΕΛΕΣΤΗΣ 18 Σεπτεμβρίου 2014

d k 10 k + d k 1 10 k d d = k i=0 d i 10 i.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: Πρότυπα. x y x z για κάθε x, y, R με την ιδιότητα 1R. x για κάθε x R, iii) υπάρχει στοιχείο 1 R. ii) ( x y) z x ( y z)

Τίτλος: Συμπάγεια, Θεωρήματα Σταθερού Σημείου, και Εφαρμογές στην Οικονομική Θεωρία

Πολλά ψέματα λίγες αλήθειες. ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΜΕΡΟΣ 1 ο

Εισαγωγή στην Τοπολογία

Transcript:

Πιθανότητες ΙΙ - Λύσεις Ασκήσεων Άσκηση 1 Εστω A σ-άλγεβρα. Τότε, A και A κλειστή στα συμπληρώματα (ιδιότητες (i) και (ii) της σ-άλγεβρας). Εστω A 1, A 2,..., A πεπερασμένη ακολουθία στοιχείων της A. Αφού A κλειστή στις αριθμήσιμες ενώσεις, έχουμε: A 1 A 2 A = A k A, επομένως A k A. k=1 k=+1 Άρα, A κλειστή στις πεπερασμένες ενώσεις και άρα η A είναι άλγεβρα. Δείχνουμε τώρα ότι η A είναι δακτύλιος. Εχουμε ήδη δείξει ότι A και ότι A κλειστή στις πεπερασμένες ενώσεις και μένει να δείξουμε ότι A κλειστή στις συνολοθεωρητικές διαφορές. Εστω A, B A. Τότε, A c A A c B A (A c B) c A A B c A A \ B A (χρησιμοποιούμε ότι A κλειστή στα συμπληρώματα και τις πεπερασμένες ενώσεις). Άρα πράγματι, A δακτύλιος. Ενας δακτύλιος δεν είναι απαραίτητα άλγεβρα: Εστω X = 1, 2} και A =, 1}}. Τότε, A δακτύλιος διότι: A, 1} \ = 1} A και 1} = 1} A. Ομως, c = X / A, δηλαδή A όχι κλειστή στα συμπληρώματα. Άρα, η A δεν είναι άλγεβρα. Μία άλγεβρα δεν είναι απαραίτητα σ-άλγεβρα: Εστω X = Z και A = A Z : A < ή Z \ A < }. Τότε, εύκολα βλέπουμε ότι η A είναι μη κενή, κλειστή στα συμπληρώματα και τις πεπερασμένες ενώσεις, άρα είναι άλγεβρα. Ομως, η A δεν είναι κλειστή στις αριθμήσιμες ενώσεις. Αν για παράδειγμα πάρουμε την ένωση όλων των μονοσυνόλων A k = 2k}, k N, τότε A k = N = και Z \ ( A k ) = N =, άρα k=1 k=1 k=1 A k / A. Συνεπώς, A όχι σ-άλγεβρα. k=1 Άσκηση 2 Εστω μία οικογένεια υποσυνόλων του Χ,η οποία είναι λ-κλάση.θα δείξουμε ότι είναι κλάση Dyki. (i) D D X D, αφού D κλειστή στα συμπληρώματα. (ii) Εστω A, B D με A B.Θα δείξουμε ότι B \ A D. Πράγματι, B\A = B A c DM = (B c A) c D, αφού B c D, B c A D διότι B c A = και άρα (B c A) c D,γιατί D κλειστή στα συμπληρώματα. (iii) Εστω (A ) στην D,δηλαδή A 1 A 2... A A +1... Παρατηρούμε το εξής: 1

A = A 1 (A 2 \ A 1 ) (A 3 \ A 2 )... (A \ A 1 )..., όπου A i+1 \ A i D (από το (ii)) και (A i \ A i 1 ) (A j \ A j 1 ) =, i j. Δηλαδή έχουμε αριθμήσιμες,ξένες ανα δύο ενώσεις και συνεπώς,από τις ιδιότητες της D έχουμε ότι : A 1 (A i+1 \ A i ) D D. i=1 Αντίστροφα,έστω μία οικογένεια υποσυνόλων D,η οποία είναι κλάση Dyki.Θα δείξουμε ότι D είναι λ-κλάση. (i) X D D = (ii) Θέλουμε να δείξουμε ότι D είναι κλειστή στα συμπληρώματα. Εχουμε ότι X, A D και A X X \ A D (iii) Εστω (A ) ακολουθία ξένων ανά δύο συνόλων.θέτουμε B = k A k και έχουμε ότι (B ), (B ) D και A = B. Για το δεύτερο αρκεί να το δούμε για δύο σύνολα ( = 2) : Αν A B = A B c B c \ A = A c B c D A B = [(A B) c ] c = (A c B c ) c D,αφού A c B c D. Επομένως,επαγωγικά προκύπτει ότι πράγματι (B ) D. Άσκηση 3 Δίνουμε αντιπαράδειγμα: Εστω X = 1, 2, 3, 4, 5, 6} και έστω οι οικογένεις συνόλων D 1 =, X, 1, 2}, 3, 4, 5, 6}, 1, 3}, 2, 4, 5, 6}}, D 2 =, X, 3, 4}, 1, 2, 5, 6}, 3, 5}, 1, 2, 4, 6}}. Μπορούμε να δούμε ότι οι D 1, D 2 είναι κλάσεις Dyki. Ομως, 1, 2} 3, 4} / D 1 D 2, δηλαδή η D 1 D 2 δεν είναι κλειστή στις πεπρασμένες ενώσεις, άρα δεν είναι κλάση Dyki. Άσκηση 4 Διακρίνουμε τις περιπτώσεις: (i) A B =, (ii) A B. Αρχικά, θεωρούμε την οικογένεια C = A, B}. (i) Εστω ότι A B = και A B X. Θα δείξουμε ότι για την οικογένεια A =, X, A, B, A c, B c, A B, A c B c }, ισχύει ότι A = σ(c) = δ(c). Παρατηρούμε ότι η A είναι λ-κλάση (και άρα κλάση Dyki).Πράγματι: 2

A. A κλειστή στα συμπληρώματα. A κλειστή στις αριθμήσιμες ξένες ενώσεις. Άρα, αφού A κλάση Dyki και C A, έπεται ότι δ(c) A. Αντίστροφα, αφού A, B C δ(c) και δ(c) κλάση Dyki ( εξ ορισμού), θα πρέπει A δ(c). Τελικά, A = δ(c). Γνωρίζουμε ότι δ(c) σ(c) (για οποιαδήποτε οικογένεια υποσυνόλων C του X). Παρατηρούμε όμως ότι η A είναι και σ-άλγεβρα αφου είναι μη κενή, κλειστή στα συμπληρώματα και κλειστή στις αριθμήσιμες ενώσεις. Αφού C A και A σ-άλγεβρα, έχουμε ότι σ(c) A = δ(c). Δείξαμε λοιπόν ότι A = σ(c) = δ(c). Εστω τώρα ότι A B = X, δηλαδή ότι τα A, B διαμερίζουν τον X. Με τον ίδιο τρόπο, αν θεωρήσουμε την οικογένεια A 1 =, X, A, B}, μπορούμε να δείξουμε πάλι ότι A 1 = σ(c) = δ(c). (ii) Εστω ότι A B και ότι B A (χωρίς βλάβη της γενικότητας). Θεωρούμε την οικογένεια A 2 =, X, A, B, A \ B, A c, B c, A c B}. Ομοίως με πριν, μπορούμε να δείξουμε ότι η A 2 είναι κλάση Dyki και περιέχει την C και κατόπιν ότι δ(c) = A 2. Επίσης, παρατηρούμε ότι A 2 σ-άλγεβρα που περιέχει την C και καταλήγουμε στο ότι A 2 = δ(c) = σ(c). Εστω τώρα ότι τα A, B δεν συγκρίνονται και ότι A B X. Τότε, δείχνουμε ότι δ(c) = A 3 =, X, A, B, A c, B c } : είναι έυκολο να δούμε ότι η A 3 ειναι λ-κλάση και άρα κλάση Dyki και αφού C A 3, έπεται δ(c) A 3. Αντίστροφα, αφού A, B δ(c) και η δ(c) είναι κλάση Dyki, έπεται A 3 δ(c). Θεωρούμε τώρα την οικογένεια: A 4 =, X, A, B, A c, B c, A B, A c B c, A B, A c B c, A \ B, B \ A, (A \ B) c, (B \ A) c, (A \ B) (B \ A), A B}. Η A 4 είναι σ-άλγεβρα καθώς ικανοποιεί τις συνθήκες του ορισμού και επίσης C A 4. Άρα, σ(c) A 4. Αντίστροφα, αφού A, B A 4 και A 4 σ-άλγεβρα, θα πρέπει A 4 σ(c). Άρα, A 4 = σ(c). Η τελευταία περίπτωση είναι ότι τα A, B δεν συγκρίνονται και ότι διαμερίζουν τον X, δηλαδή A B = X. Τότε, θεωρούμε την οικογένεια A 5 =, X, A, B, A c, B c, A B, A c B c } και δείχνουμε με τα ίδια επιχειρήματα ότι δ(c) = σ(c) = A 5. Άσκηση 5 Βλ. Θεωρία Μέτρου Άσκηση 6 Εστω X = 1, 2, 3, 4, 5}.Αρχικά ζητάμε η ακολουθία (A ) να ικανοποιεί την A.Επομένως,ζητάμε 1 A 1 A, N, δηλαδή A = 1}. 3

Στη συνέχεια θέλουμε lim if A = k= A k A.Ζητάμε 2 A, 2,ώστε το 2 να ανήκει τελικά σε όλα τα A.Άρα lim if A = 1, 2}. Στη συνέχεια προσθέτουμε στοιχείο που να ανήκει σε άπειρα A,αλλά όχι σε όλα τα A τελικά,έτσι ώστε lim if A lim sup A,δηλαδή ζητάμε 3 A,για = 2k, k = 1, 2,... (στους άρτιους) και έτσι προκύπτει ότι lim sup A = 1, 2, 3}. Τέλος,θέλουμε lim sup A A,άρα ζητάμε 4 A (τουλάχιστον σε ένα),έτσι ώστε το 4 να μην ανήκει σε άπειρα A.Οπότε, A = 1, 2, 3, 4}. Ετσι έχουμε ορίσει την ακολουθία A 1 = 1, 4}, A 2 = 1, 2, 3}, A 3 = 1, 2}, A 4 = 1, 2, 3}, A 5 = 1, 2},... και επειδή 1} 1, 2} 1, 2, 3} 1, 2, 3, 4} 1, 2, 3, 4, 5} έχουμε το ζητούμενο. Άσκηση 7 (i)(a) Εστω = 1, 2,... και έστω B = A k. k= 1, x A k 1, x B 1, x B k=, = 1, 2,... Εχουμε: 1 lim sup A (x) = = = 0, x / B 0, x / A k 0, x / B 0, για κάποιο 0 = 1, 2,.... k= 1, x B Ομως, 1 B (x) =, = 1, 2,..., άρα μπορούμε να δούμε ότι 0, x / B 1 lim sup A = if 1 B. 1, x A k 1, x A k= k για κάποιο k =, + 1,... Επίσης, = 1, 2,...,1 B (x) = =. 0, x / A 0, x / A k, k =, + 1,... k Συνεπώς, 1 B = sup k k= 1 Ak. Άρα τελικά, 1 lim sup A = if sup 1 Ak 1 lim sup A = lim sup 1 A. k (b) Μπορούμε να το δείξουμε με την ίδια λογική που δείξαμε το (a). Ενας άλλος τρόπος είναι ο εξής: Θέλουμε ισοδύναμα να δείξουμε ότι 1 1 lim if A = 1 lim if 1 A. Εχουμε: 4

lim if 1 A = sup if 1 A k = if( if 1 A k k ) = if sup ( 1 Ak ) = lim sup( 1 A ). k k Άρα, 1 lim if 1 A = 1 + lim sup( 1 A ) 1 lim if 1 A = lim sup(1 1 A ) 1 lim if 1 A = lim sup 1 A c (1). Επίσης: 1 1 lim if A = 1 (lim if A) c = 1 lim sup A c (2). Εφαρμόζοντας τη σχέση που δείξαμε στο (a) για την ακολουθία (A c ) παίρνουμε ότι: lim sup 1 A c = 1 lim sup A c. Συνεπώς, από τις σχέσεις (1) και (2), παίρνουμε αυτό που θέλαμε να δείξουμε: 1 1 lim if A = 1 lim if 1 A 1 lim if A = lim if 1 A. (ii) Εχουμε: lim A = A lim if A = lim sup A = A 1 lim if A = 1 lim sup A = 1 A lim if 1 A = lim sup 1 A = 1 A lim 1 A = 1 A (κατα σημείο όριο). Άσκηση 8 (i) Θα δείξουμε ότι οι οικογένεις T = (, q) : q Q} και C = (q, r) : q, r Q}, οι οποίες είναι αριθμήσιμες, παράγουν τη σ-άλγεβρα των Borel υποσυνόλων του R, δηλαδή ότι σ(t ) = σ(c) = B(R). Για την T : Γνωρίζουμε ότι για την οικογένεια A = (, b] : b R}, ισχύει σ(a) = B(R). Θεωρούμε τυχόν b R. Από την πυκνότητα του Q στο R, υπάρχει φθίνουσα ακολουθία (q ) ρητών αριθμών με q b, N τέτοια ώστε q b. Τότε, (, q ) = (, b]. Για κάθε N, (, q ) T σ(t ) και σ(t ) κλειστή στις αριθμήσιμες τομές, ως σ-άλγεβρα, άρα (, q ) σ(t ) (, b] σ(t ). Συνεπώς, A σ(t ) και επειδή η σ(t ) είναι σ-άλγεβρα που περιέχει την A, θα περιέχει και την ελάχιστη σ-άλγεβρα που περιέχει την A. Άρα, σ(a) σ(t ) B(R) σ(t ). Εστω τώρα τυχόν q Q R. Το (, q) T είναι ανοικτό υποσύνολο του R, άρα προφανώς (, q) B(R). Άρα T B(R) και επειδή B(R) σ-άλγεβρα που περιέχει την T, θα περιέχει και την ελάχιστη σ-άλγεβρα που περιέχει την T. Άρα, σ(t ) B(R) και συνεπώς σ(t ) = B(R). Για την C: Γνωρίζουμε ότι για την οικογένεια F = (a, b) : a, b R}, ισχύει σ(f) = B(R). Θεωρούμε a, b R. Από πυκνότητα του Q στο R, υπάρχουν ακολουθίες ρητών (q ), (r ), όπου (q ) φθίνουσα και (r ) αύξουσα, με q > a και r < b, N, τέτοιες ώστε q a, r b. Τότε, (q, r ) = (a, b). Για κάθε N, (q, r ) C σ(c) και σ(c) κλειστή στις αριθμήσιμες ενώσεις ως σ-άλγεβρα, άρα (q, r ) σ(c) (a, b) σ(c). Συνεπώς, 5

F σ(c) και, ομοίως με πριν, έπεται ότι σ(f) σ(c) B(R) σ(c). Τώρα, για οποιαδήποτε q, r Q, το (q, r) C είναι ανοικτό υποσύνολο του R, οπότε (q, r) B(R). Άρα, C B(R) και επομένως σ(c) B(R). Τελικά, σ(c) = B(R). Δείξαμε λοιπόν ότι η B(R) είναι αριθμήσιμα παραγόμενη σ-άλγεβρα και μάλιστα παράγεται από διαφορετικές οικογένειες συνόλων. (ii) Εστω D αριθμήσιμο πυκνό υποσύνολο του διαχωρίσιμου μ.χ. X. Δείχνουμε πρώτα ότι αν U X ανοικτό, τότε το U γράφεται ως αριθμήσιμη ένωση από ανοικτές μπάλες του X. Εστω x U. Αφού U ανοικτό, υπάρχει r x > 0 ώστε B(x, r x ) U. Μπορούμε, χωρίς βλάβη της γενικότητας, να υποθέσουμε επιπλέον ότι r x Q. Αφού D πυκνό στον X, D B(x, r x ), άρα παίρνουμε ένα y x D B(x, r x ). Τότε, x B(y x, rx 2 ) B(y x, r x ). Συνεπώς, μπορούμε να γράψουμε το U ως: U = B(y x, r x ) : x U}. Η ένωση αυτή είναι αριθμήσιμη αφού y x D και r x Q, άρα γράψαμε το U ως αριθμήσιμη ένωση από ανοικτές μπάλες στο X. Επεται λοιπόν ότι υπάρχει αριθμήσιμη οικογένεια C ανοικτών συνόλων, για την οποία, κάθε α- νοικτό υποσύνολο του X γράφεται ως αριθμήσιμη ένωση στοιχείων της C. Από αυτό μπορούμε να συμπεράνουμε ότι σ(c) = B(X) : Πράγματι, ισχύει ότι C B(X) αφού η C περιέχει ανοικτά σύνολα και άρα σ(c) B(X). Επίσης, για κάθε U B(X) ανοικτό, ισχύει ότι U σ(c), αφού το U γράφεται ως αριθμήσιμη ένωση στοιχείων της C, και άρα στοιχείων της σ(c), η οποία είναι σ-άλγεβρα. Επομένως, B(X) σ(c). Δείξαμε λοιπόν ότι η B(X) είναι αριθμήσιμα παραγόμενη σ-άλγεβρα. Από αυτό έπεται άμεσα και το (i): ο μετρικός χώρος (R, ) είναι διαχωρίσιμος και άρα η B(R) είναι αριθμήσιμα παραγόμενη. Άσκηση 9 Άσκηση 10 (α) Δείχνουμε πρώτα ότι το δ B,με δ B (A) = μέτρο : δ B ( ) = 0, γιατί B 1, αν B A 0, διαφορετικά, A P(X) είναι Εστω (A ) ακολουθία ξένων ανά δύο συνόλων του P(X). Εχουμε δ B ( A ) = 1 B A B A 0 για μόνο ένα 0 N δ B (A ) = 1 και δ B (A ) = 0, 0 δ B (A ) = 1. Στις ( ) χρησιμοποιούμε ότι τα A είναι ξένα ανά δύο.άρα δ B 6

πράγματι μέτρο. Το μέτρο Dirac στο x X είναι: 1, αν x X 1, αν x} A δ x (A) = 0, αν x / X = 0, διαφορετικά, A P.Δηλαδή το δ x είναι ειδική περίπτωση του δ B,για B = x} X(B ) Πράγματι λοιπόν,το δ B είναι γενίκευση του μέτρου Dirac. (β) Ελέγχουμε αν το δ B είναι μέτρο.θέτουμε B = B 1, B 2 }, B 1 B 2 και A = B.Τότε : A B,άρα δ B (A) = 1 δ B (B) = 1 Ομως B = B 1} B 2 },όπου B 1 } B 2 } = (ξένα μεταξύ τους) και δ B (B 1 }) = δ B (B 2 }) = 1,αφού B 1 } B 2 } και B 2 } B. Αν το δ B είναι μέτρο,θα πρέπει δ B (B) = δ B (B 1} B 2 }) = δ B (B 1}) + δ B (B 2}) 1 = 1 + 1 = 2,άτοπο. Άρα δ B δεν είναι μέτρο και άρα δεν αποτελεί γενίκευση του μέτρου Dirac. Άσκηση 11 (i) Ισχύει ότι A B = A (B \ (A B)), A, B A. Άρα µ(a B) = µ(a (B \ (A B))) και επειδή A (B \ (A B)) =,έχουμε : µ(a B) = µ(a) + µ(b \ (A B)). Τέλος,επειδή µ(a B) < (λόγω πεπερασμένου μέτρου),έπεται ότι µ(a B) = µ(a) + µ(b) µ(a B)). (ii) Χρησιμοποιώντας το (i),έχουμε : µ(a B Γ) = µ(a (B Γ)) = µ(a) + µ(b Γ) µ(a (B Γ)) = µ(a) + µ(b) + µ(γ) µ(b Γ) µ(a (B Γ)) Ομως, µ(a (B Γ)) = µ((a B) (A Γ)) = µ(a B) + µ(a Γ) µ(a B A Γ) = µ(a B) + µ(a Γ) µ(a B Γ). Άρα, µ(a B Γ) = µ(a) + µ(b) + µ(γ) µ(b Γ) µ(a B) µ(a Γ) + µ(a B Γ) (iii) Η γενίκευση των προηγουμένων για 2 είναι ο τύπος : µ( A i ) = ( 1) k+1 µ(a i1... A ik ) (δείχνεται με επαγωγή). i=1 k=1 1 i 1 <...<i k Άσκηση 12 (i) µ( ) = i I λ i µ i ( ) = i I λ i 0 = 0 Εστω (A ) ξένα ανά δύο σύνολα της A. Τότε : µ( λ i µ i ( λ i ( A ) = A ) = µ i (A )) = i I i I i I 7 λ i µ i (A ) = λ i µ i (A ) = i I

µ(a ). Άρα το μ είναι μέτρο. (ii) Εστω ότι µ, ν, µ, N μέτρα και λ 0. Ισχυριζόμαστε ότι το µ + ν είναι μέτρο. Πράγματι, (µ + ν)( ) = µ( ) + ν( ) = 0. Επιπλέον,αν (A ) ακολουθία ξένων ανά δύο συνόλων της A,τότε : (µ + ν)( A ) = µ( A ) + ν( A ) = µ(a ) + ν(a ) = (µ(a ) + ν(a )) = (µ + ν)(a ). Για το λ µ,έχουμε : (λµ)( ) = λ(µ( )) = 0 Αν τώρα (A ) ακολουθία ξένων ανά δύο συνόλων της A,τότε : (λµ)( A ) = λ(µ( A )) = λ µ(a ) = (λµ)(a ). Τέλος,για το µ,έχουμε ότι είναι μέτρο ως ειδική περίπτωση του (i) για I = N και λ i = 1. (iii)τα επαγώμενα μέτρα των διακριτών τυχαίων μεταβλητών είναι τα διακριτά μέτρα πιθανότητας. Εστω (Ω, A) μετρήσιμος χώρος και ω} A, ω Ω.Τότε το μέτρο P είναι διακριτό μέτρο πιθανότητας αν και μόνο αν,υπάρχει αριθμήσιμο S A και ακολουθία (p ω ) ω S πραγματικών αριθμών,με p ω 0, ω S και ω S p ω = 1,ώστε : P = ω S p ω δ ω, όπου δ ω το μέτρο Dirac στο σημείο ω Ω. 8