Das Tripel(Ω,F,μ) heißt Maßraum. Ein Maß heißt endlich, wenn es nur endliche Werte annimmt.
Beispiele
O: O(A)=0 für alle A∈F heißt Nullmaß. Dirac-Maß: Sei ω∈Ω. Setzen δω(A)={10ω∈Aω∈/A Sei Ωabzählbar und F=P(Ω). Dann ist das Zählmaß μ(A):=#(A) die Anzahl der TeilmengenA aus Ω.
Satz
Sei (μi)i∈I eine abzählbare Familie von Maßen auf dem Messraum(Ω,F) und (αi)i∈I eine Familie nichtnegativer reller Zahlen. Durch
μ(A):=i∈I∑αiμi(A)(A∈F)
ist ein Maß auf (Ω,F) definiert.
Beweis
Die Funktionμ ist nichtnegativ, da alle αi sowie die μi(A) nichtnegativ sind. Die Summenbildung ändert nichts. μ(∅)=k=1∑∞αiμi(∅)=0, da μi(∅)=0 für alle i∈I. Seien (Ak)k=1∞ paarweise disjunkt aus F. μ(k=1⋃∞Ak)=i∈I∑αik=1∑∞μi(Ak)μi(k=1⋃∞Ak)=i∈I∑αik=1∑∞μi(Ak)=k=1∑∞μ(Ak)i∈I∑αiμi(Ak)=k=1∑∞μ(Ak). □
Satz 16KZ (Eigenschaften des Maßes)
Sei (Ω,F,μ) ein Maßraum und A,B∈F. Dann gilt:
μ(A∪B)≤μ(A)+μ(B)
A⊆B⇒μ(A)⊆μ(B)
A⊆B und μendlich⇒μ(B\A)=μ(B)−μ(A)
Beweis
(ii): A⊆B⇒B=A∪(B\A). Also μ(B)=μ(A∪(B\A))=μ(A)+μ(B\A). Es ist μ(B\A)≥0, also μ(A)≤μ(B).
(iii): Falls μendlich ist, können wir das Ergebnis aus (ii) umstellen: μ(B\A)=μ(B)−μ(A).
(i): A∪B=A∪(B\A)⇒μ(A∪B)=μ(A∪(B\A))=μ(A)+μ(B\A). Es ist: B\A⊆B und nach (ii) gilt daher μ(B\A)⊆μ(B)⇒μ(A∪B)≤μ(A)+μ(B). □
Satz 16L0 (Stetigkeit des Maßes)
Seien μ ein endliches Maß (μ(Ω)<+∞) und (An)n=1∞Mengen aus F. Dann gelten:
Stetigkeit von unten Ist An⊆An+1, so gilt: μ(n=1⋃∞An)=limn→∞μ(An)
Stetigkeit von oben Ist An⊇An+1, so gilt: μ(n=1⋂∞An)=limn→∞μ(An)
Beweis
(i): Wir setzen B1:=A1, Bn+1=An+1\An. Damit gilt: alle Bk sind paarweise disjunkt und Bk∈F, sowie k=1⋃nBk=An und k=1⋃∞Ak=k=1⋃∞Bk. Somit folgt: μ(k=1⋃∞Ak)=μ(k=1⋃∞Bk)=k=1∑∞μ(Bk)=limn→∞k=1∑nμ(Bk)=limn→∞μ(k=1⋃nBk)=limn→∞μ(An).
(ii): An⊇An+1⇒Anc⊆An+1c. Nach (i) gilt nun: μ(n=1⋃∞Anc)=limn→∞μ(Anc). μ(n=1⋃∞Anc)=μ((n=1⋂∞An)c)=μ(Ω\(n=1⋂∞An))=μ(Ω)−μ(n=1⋂∞An). μ(Anc)=μ(Ω\An)=μ(Ω)−μ(An)⇒limn→∞μ(An). □
Manche Menschen haben einen Gesichtskreis vom Radius Null und nennen ihn ihren Standpunkt.
David Hilbert
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