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\documentclass[uebung]{../../../lecture} |
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\begin{document} |
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\punkte |
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\title{Analysis III: Übungsblatt 1} |
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\author{Leon Burgard, Christian Merten} |
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\begin{aufgabe}[] |
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Beh.: $\mathcal{A}_{\mu}$ ist eine $\sigma$-Algebra auf $X$. |
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\begin{proof} |
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\begin{enumerate}[(i)] |
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\item $X \in \mathcal{A}_{\mu}$, denn $\mu(\emptyset) = 0$, da |
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$\mu$ Maß und $X \triangle X = \emptyset$. Mit (ii) ist |
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auch $\emptyset = X^{C} \in \mathcal{A}_{\mu}$. |
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\item Sei $A \in \mathcal{A}_{\mu}$. Dann ex. |
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$B, C \in \mathcal{A}$ mit $\mu(C) = 0$ und |
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$A \triangle B \subset C$. Dann ist |
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\[ |
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A^{c} \triangle \underbrace{B^{c}}_{\in \mathcal{A}} |
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= A^{c} \setminus B^{c} \cup B^{c} \setminus A^{c} |
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= B \setminus A \cup A \setminus B |
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= A \triangle B |
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\subset C |
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.\] |
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Also $A^{c} \in \mathcal{A}_{\mu}$. |
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\item Sei $A_i \in \mathcal{A}_{\mu}$ für $i \in \N$. Dann |
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ex. $\forall i \in \N$ ein $B_i \in \mathcal{A}$ und |
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$\mu$-Nullmenge $C_i \in \mathcal{A}$, s.d. |
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$A_i \triangle B_i \subset C_i$. |
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Betrachte nun $B := \bigcup_{i \in \N} B_i$ |
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und $C := \bigcup_{i \in \N} C_i$. Es ist |
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$B, C \in \mathcal{A}$ |
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da $\mathcal{A}$ $\sigma$-Algebra. Außerdem |
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ist $\mu(C) = 0$, wg. $\sigma$-Additivität von $\mu$. |
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Damit folgt |
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\begin{align*} |
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A \triangle B &= |
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\left( \bigcup_{i \in \N} A_i \right) |
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\triangle |
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\left( \bigcup_{i \in \N} B_i \right) \\ |
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&= |
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\left( \bigcup_{i \in \N} A_i \setminus \bigcup_{i \in \N} B_i \right) \cup \left( \bigcup_{i \in \N} B_i \setminus \bigcup_{i \in \N} A_i \right) \\ |
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&\subset |
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\left( \bigcup_{i \in \N} A_i \setminus B_i \right) \cup \left( \bigcup_{i \in \N} B_i \setminus A_i \right) \\ |
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&= \bigcup_{i \in \N} \left( A_i \setminus B_i \cup B_i \setminus A_i \right) \\ |
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&\subset C_i \\ |
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&= C |
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.\end{align*} |
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\end{enumerate} |
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\end{proof} |
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Beh.: $\overline{\mu}$ ist ein Maß. |
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\begin{proof} |
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\begin{enumerate}[(i)] |
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\item Z.z.: $\overline{\mu}$ wohldefiniert. Sei dazu |
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$A \in \mathcal{A}_{\mu}$ und $B, B', C, C' \in \mathcal{A}$, |
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s.d. $A \triangle B \subset C$ und $A \triangle B' \subset C'$. |
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Definiere $\tilde{C} := C \cup C' \in \mathcal{A}$ |
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Es folgt direkt $\mu(\tilde{C}) = 0$. Es |
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gilt weiter |
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\begin{align*} |
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\tilde{C} \supset \underbrace{(A \triangle B)}_{\subset C} \triangle |
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\underbrace{(A \triangle B')}_{\subset C'} |
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&= \underbrace{A \triangle A}_{= \emptyset} \triangle B \triangle B' \\ |
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&= B \triangle B' \\ |
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&= B \setminus B' \cup B' \setminus B |
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.\end{align*} |
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Also insbesondere $B \setminus B' \subset \tilde{C}$ und |
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$B' \setminus B \subset \tilde{C}$. |
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Mit $B = (B \setminus B') \cup (B \cap B')$ disjunkt und |
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der $\sigma$-Additivität von $\mu$ folgt |
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\begin{align*} |
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\mu(B) &= \mu(\underbrace{B \setminus B'}_{\subset \tilde{C}}) + \mu(B \cap B') \\ |
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&= 0 + \mu(B \cap B') + 0 \\ |
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&= \mu(B \cap B') + \mu(\underbrace{B' \setminus B}_{\subset \tilde{C}}) \\ |
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&= \mu(B') |
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.\end{align*} |
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Also $\overline{\mu}$ wohldefiniert. |
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\item Z.z.: $\overline{\mu}(\emptyset) = 0$. Es ist |
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$\emptyset \triangle \emptyset = \emptyset$, also |
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$\overline{\mu}(\emptyset) = \mu(\emptyset) = 0$. |
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\item Die $\sigma$-Additivität folgt direkt aus der |
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$\sigma$-Additivität von $\mu$. |
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\end{enumerate} |
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\end{proof} |
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\end{aufgabe} |
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\begin{aufgabe} |
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\end{aufgabe} |
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\end{document} |