| @@ -186,28 +186,29 @@ | |||||
| also $f(x) \in [a,b]$ und damit $x\in A$. | also $f(x) \in [a,b]$ und damit $x\in A$. | ||||
| Also muss $A$ ein Intervall sein und damit wieder in $\mathscr B(\R)$ liegen. | Also muss $A$ ein Intervall sein und damit wieder in $\mathscr B(\R)$ liegen. | ||||
| Da die Menge aller Intervalle $[a,b]$ bereits ein Erzeuger von $\mathscr B(\R)$ ist, folgt daraus bereits die Messbarkeit. | Da die Menge aller Intervalle $[a,b]$ bereits ein Erzeuger von $\mathscr B(\R)$ ist, folgt daraus bereits die Messbarkeit. | ||||
| \item Sei $(s_n)_{n\in \N}$ eine reelle Folge mit $\lim\limits_{n \to \infty} s_n = s$. | |||||
| Dann ist $(g_n)_{n\in\N},\; g_n(x) \coloneqq g(s_n, x)$ eine Funktionenfolge, die wegen | |||||
| \item Da $g(s,x)$ Riemann-integrierbar in $x$ ist, konvergiert die Folge | |||||
| \[ | \[ | ||||
| \lim\limits_{n \to \infty} \lVert g(s_n,x) - g(s,x)\rVert = \lVert \lim\limits_{n \to \infty} g(s_n,x) - g(s,x)\rVert = 0 | |||||
| S_{Z_n}(s) = \sum_{k = 1}^{n} g(s, x^n_k)(x^n_k - x^n_{k-1}) \xrightarrow{n \to \infty} \int_0^1g(s,x) \d x, | |||||
| \] | \] | ||||
| gleichmäßig konvergiert. Insbesondere gilt also | |||||
| \[ | |||||
| \lim\limits_{n \to \infty} h(s_n) = \lim\limits_{n \to \infty} \int_0^1 g(s_n,x) \d{x} | |||||
| = \int_0^1 \lim\limits_{n \to \infty} g(s_n,x) \d{x} = \int_0^1 g(s,x) = h(s). | |||||
| \] | |||||
| \item Wähle ein $A$, sodass $[0,1] \subset A \in 2^\R$, aber $A \notin \mathscr B(\R)$ und | |||||
| wobei $Z_n = (x^n_1, \dots, x^n_n), x^j_i \in \R \forall i, j$ eine Partition sei, sodass | |||||
| $\max_{i\in [2,n]\cap \N} |x^n_i - x^n_{i-1}| \xrightarrow{n \to \infty} 0$ gilt. | |||||
| Wegen $g(s,x^n_k)$ stetig $\forall n, k\in\N$ muss auch $S_{Z_n}$ stetig und damit $(\mathscr B, \mathscr B)$-messbar sein. | |||||
| Nach Aufgabe 11 ist damit $\lim\limits_{n \to \infty} S_{Z_n}$ $(\mathscr B, \mathscr B)$-messbar. | |||||
| \item Wähle ein $A \in 2^\R$ sodass $A \notin \mathscr B(\R)$ und | |||||
| \[ | \[ | ||||
| \kappa\colon x \mapsto \begin{cases} | \kappa\colon x \mapsto \begin{cases} | ||||
| x - \lfloor x\rfloor &x \in A\\ | x - \lfloor x\rfloor &x \in A\\ | ||||
| x + 1 &x \in [0,1)\\ | |||||
| x &\text{sonst} | x &\text{sonst} | ||||
| \end{cases} | \end{cases} | ||||
| \] | \] | ||||
| Dann gilt $\forall c \in [0,1]\colon\kappa ^{-1}(c) = \{c, c+1, c-1,\dots\}$, | |||||
| insbesondere ist $\kappa^{-1}(c)$ abzählbar und damit Element von $\mathscr B(\R)$. | |||||
| Für $x \in A \cap [0,1]^c$ ist $\kappa(c)$ einfach die leere Menge. | |||||
| Für $x\in A^c \cap [0,1]^c$ ist $\kappa(c) = \{c\}$. Damit ist die Bedingung an $\kappa$ erfüllt. | |||||
| Dennoch ist $\kappa^{-1}([0,1]) = A$ und $A \notin \mathscr B(\R)$. | |||||
| Dann gilt $\forall c \in [0,1)\colon\kappa ^{-1}(c) = \{c, c+1, c-1,\dots\} \cap A$, | |||||
| insbesondere ist $\kappa^{-1}(c)$ abzählbar. | |||||
| Für $x \in [1,2)$ ist $\kappa^{-1}(c) \subset \{c, c-1\}$. | |||||
| Für $x \in A \cap [0,2)^c$ ist $\kappa^{-1}(c)$ einfach die leere Menge. | |||||
| Für $x\in A^c \cap [0,2)^c$ ist $\kappa^{-1}(c) = \{c\}$. | |||||
| Damit liegt $\kappa^{-1}(c)$ stets in $\mathscr B(\R)$ und die Bedingung an $\kappa$ ist erfüllt. | |||||
| Dennoch ist $\kappa^{-1}([0,1)) = A$ und $A \notin \mathscr B(\R)$. | |||||
| \end{enumerate} | \end{enumerate} | ||||
| \end{aufgabe} | \end{aufgabe} | ||||