Autor Tema: igualdad en casi toda parte.

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05 Diciembre, 2020, 10:56 pm
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S.S

  • $$\Large \color{#5e8d56}\pi\,\pi\,\pi$$
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Hola a todos tengo la siguiente pregunta.
La verdad no sé por donde iniciar.

Sea \( U \subset \mathbb{R}^{n} \) y \( f: U \rightarrow{\mathbb {R}^{n}} \) integrable tal que \( f(x)\geq 0 \) para cada \( x \in U \).  Pruebe que \( \displaystyle\int_{U}f(x) = 0 \) si, y solamente si \( f= 0 \) en casi todo punto \( x \in U \).


\(  \)

06 Diciembre, 2020, 01:17 am
Respuesta #1

Masacroso

  • “Lo que oigo, lo olvido; lo que veo, lo recuerdo; lo que hago, lo aprendo” (antiguo proverbio chino)
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Hola a todos tengo la siguiente pregunta.
La verdad no sé por donde iniciar.

Sea \( U \subset \mathbb{R}^{n} \) y \( f: U \rightarrow{\mathbb {R}^{n}} \) integrable tal que \( f(x)\geq 0 \) para cada \( x \in U \).  Pruebe que \( \displaystyle\int_{U}f(x) = 0 \) si, y solamente si \( f= 0 \) en casi todo punto \( x \in U \).


\(  \)

Utiliza la definición de integral de Lebesgue, es decir, ¿cómo se define la integral de \( f \)? Yo creo que con esa pista ya puedes resolverlo.

06 Diciembre, 2020, 02:30 am
Respuesta #2

S.S

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Hola Masacroso, es que ahí esta la cuestión, no estoy en un aula de teoría de la medida como tal y lo que he visto son es integrales sobre bloques y luego conjuntos J mesurables e integrales sobre esos conjuntos J mesurables, pero no sé más. Dicho de otra forma he visto que una función es integrable sobre un bloque de \( \mathbb{R}^{n} \)cuando sus integral inferior y superior coinciden y luego vi una equivalencia que relaciona la integrabilidad con el conjunto puntos donde ella es discontinua.

Lo que he tratado en este punto para probar que si \( f=0 \) en casi todo punto de U, entonces \( \displaystyle\int_{U} f(x) = 0 \).  Es decir sea \( N = \{ x \in U : f(x) = 0 \} \) con \( med(N) = 0 \), Luego \( \displaystyle\int_{U} f(x)dx = \displaystyle\int_{N} f(x)dx + \displaystyle\int_{U - N} f(x)dx \). No sé si este bien. (En caso de que estuviera bien no sé como hacer la otra implicación).

Otra pregunta es: ¿ Medida puede entenderse como volumen?

\(  \)
 

06 Diciembre, 2020, 03:20 am
Respuesta #3

Masacroso

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Hola Masacroso, es que ahí esta la cuestión, no estoy en un aula de teoría de la medida como tal y lo que he visto son es integrales sobre bloques y luego conuntos J mesurables e integrales sobre esos conjuntos J mesurables, pero no sé más. Dicho de otra forma he visto que una función es integrable sobre un bloque de \( \mathbb{R}^{n} \)cuando sus integral inferior y superior coinciden y luego es una equivalencia que relaciona la integrabilidad con el conjunto puntos donde ella es discontinua.

Creo entender por dónde vas,¿te han dicho que una función es Riemann-integrable en un bloque medible si su conjunto de discontinuidades es un conjunto de medida nula? ¿Es eso? Igualmente no me queda muy claro el contexto teórico que citas ya que una integral de Riemann sólo está bien definida en un "intervalo" en \( \mathbb{R}^n \), es decir, en un conjunto de la forma \( I=[a_1,b_1]\times [a_2,b_2]\times \ldots \times [a_n,b_n] \).

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Lo que he tratado en este punto para probar que si \( f=0 \) en casi todo punto de U, entonces \( \displaystyle\int_{U} f(x) = 0 \).  Es decir sea \( N = \{ x \in U : f(x) = 0 \} \) con \( med(N) = 0 \), Luego \( \displaystyle\int_{U} f(x)dx = \displaystyle\int_{N} f(x)dx + \displaystyle\int_{U - N} f(x)dx \). No sé si este bien. (En caso de que estuviera bien no sé como hacer la otra implicación).

La división de la integral en dos partes estaría bien si fuese una integral de Lebesgue, pero con lo dicho anteriormente no me queda claro que sea así. No conozco el contexto desde el cual te están enseñando esto así que no puedo darte una respuesta adecuada. Deben estar utilizando un acercamiento a la integral de Lebesgue como lo es la integral de Daniell, pero realmente no conozco más que de oídas esa manera de definir la integral de Lebesgue.

Un acercamiento más "estándar" a la integral de Lebesgue es el siguiente: se dice que una función \( f:U\to [0,\infty ) \) es medible (para una medida \( \mu \) cualquiera definida en un espacio medible \( (U,\mathscr{F}) \)) si existe una sucesión creciente de funciones simples que converjan a \( f \) casi en todas partes (es decir, que tal sucesión \( \{s_n\}_{n\in \mathbb N} \) creciente de funciones simples convergen puntualmente a \( f \) en un conjunto medible \( U\setminus N \), tal que \( \mu(N)=0 \)). De ahí y de la definición de función simple se sigue fácilmente que \( f=0 \) en casi todas partes.

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Otra pregunta es: ¿ Medida puede entenderse como volumen?

No, pero el volumen sí puede entenderse como una medida. Es decir: la llamada medida de Lebesgue en \( \mathbb{R}^n \) representa la idea de volumen de un objeto de \( n \) dimensiones. Si \( n=1 \) es la idea de longitud, si \( n=2 \) la idea de área, etc...

06 Diciembre, 2020, 04:07 am
Respuesta #4

S.S

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Hola. Entiendo.
Creo entender por dónde vas,¿te han dicho que una función es Riemann-integrable en un bloque medible si su conjunto de discontinuidades es un conjunto de medida nula? ¿Es eso? Igualmente no me queda muy claro el contexto teórico que citas ya que una integral de Riemann sólo está bien definida en un "intervalo" en \( \mathbb{R}^n \), es decir, en un conjunto de la forma \( I=[a_1,b_1]\times [a_2,b_2]\times \ldots \times [a_n,b_n] \).

Si, en pricipio trabajamos en bloques de la forma, \( I=[a_1,b_1]\times [a_2,b_2]\times \ldots \times [a_n,b_n] \), luego el estudio se fue a conjuntos J mesurables segun jordan. Suponiendo quie fuera con la integral de Lebesgue ¿cómo quedaria la otra implicación?, Lo más seguro es que el profesor la este pidiendo con lebesgue. (Estamos siguiendo Elon Lages Analise real \(  \mathbb {R^{n}} \) vol 2. funciones de varias variables. para una mejor contextualización)

Pregunto lo de volumen y medida por que se me pide probar que todo conjunto abierto tiene medida positiva, pero no hemos hablado más que de conjuntos de medida nula.
Gracias.

06 Diciembre, 2020, 12:23 pm
Respuesta #5

Masacroso

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Hola. Entiendo.
Creo entender por dónde vas,¿te han dicho que una función es Riemann-integrable en un bloque medible si su conjunto de discontinuidades es un conjunto de medida nula? ¿Es eso? Igualmente no me queda muy claro el contexto teórico que citas ya que una integral de Riemann sólo está bien definida en un "intervalo" en \( \mathbb{R}^n \), es decir, en un conjunto de la forma \( I=[a_1,b_1]\times [a_2,b_2]\times \ldots \times [a_n,b_n] \).

Si, en pricipio trabajamos en bloques de la forma, \( I=[a_1,b_1]\times [a_2,b_2]\times \ldots \times [a_n,b_n] \), luego el estudio se fue a conjuntos J mesurables segun jordan. Suponiendo quie fuera con la integral de Lebesgue ¿cómo quedaria la otra implicación?, Lo más seguro es que el profesor la este pidiendo con lebesgue. (Estamos siguiendo Elon Lages Analise real \(  \mathbb {R^{n}} \) vol 2. funciones de varias variables. para una mejor contextualización)

Como digo, no me queda muy claro el contexto. He encontrado una copia digital del libro que mencionas pero está en portugués y todavía no le he echado un vistazo en profundidad, no puedo prometerte que vaya a poderte dar una respuesta, le echaré un vistazo y si veo que medio me entero de lo que dice comentaré algo.

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Pregunto lo de volumen y medida por que se me pide probar que todo conjunto abierto tiene medida positiva, pero no hemos hablado más que de conjuntos de medida nula.
Gracias.

Parece ser que se trata exclusivamente la medida de Lebesgue, pero con mi comentario anterior quería decir que hay infinitas medidas, muy diferentes unas de otras, no sólo la de Lebesgue.

06 Diciembre, 2020, 01:00 pm
Respuesta #6

S.S

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Gracias Masacroso.
Suponiendo que fuera con Lebesgue (que es lo más seguro) como quedaría la parte de enunciado que aun no se ha resulto.

07 Diciembre, 2020, 07:45 am
Respuesta #7

Masacroso

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Gracias Masacroso.
Suponiendo que fuera con Lebesgue (que es lo más seguro) como quedaría la parte de enunciado que aun no se ha resulto.

Ya he estado hojeando el libro. Es, como suponía, la integral de Riemann en \( \mathbb{R}^n \). Mirando los diferentes teoremas y resultados que expone el libro de Lima no he visto una manera de demostrar el resultado que te piden. Si la función del ejercicio fuese continua entonces el resultado sería trivial, pero simplemnte siendo una función Riemann-integrable cualquiera y sin teoría de la medida que se pueda utilizar la cosa se complica mucho.

Pregúntale a tu profesor, y si consigues una demostración que se ajuste al contenido del libro de Lima me gustaría conocerla.

10 Diciembre, 2020, 02:43 am
Respuesta #8

S.S

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Hola, Gracias.  El profesor resolvió el problema por medio de la integral de Lebesgue.  :-\