Autor Tema: Secuencia de medibles contenidos en la bola unitaria.

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25 Febrero, 2021, 03:22 am
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zimbawe

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Buena noche para todos. Tengo el siguiente problema que creo que resolví, pero igual, les agradecería si me dicen si es correcta la demostración.
Mil gracias.
El problema es el siguiente
Sea \( A_{1}, A_{2}, A_{3}, ...  \) una secuencia de conjuntos medibles contenidos en la bola \(  B(0,1)\subset{\mathbb{R^{n}}} \)
Asuma, que para algún \(  \epsilon>0 \) pasa que \(  m(A_{k})\geq{\epsilon}  \) pruebe que existe algún punto que pertenece a infinitos de los \(  A_{k} \)
Mi intento de demostración:
Primero, los \(  A_{k}  \) no pueden ser todos disjuntos, si así fuese \(  m(\bigcup_{k=1}^{\infty} A_{k})=\displaystyle\sum_{k=1}^\infty{m(A_{k})} \geq{\displaystyle\sum_{i=1}^\infty{\epsilon} }  \) y esa serie no converge.
Es más:
Teniendo en cuenta esto, sea N-1, la cantidad de estos conjuntos que pueden ser disjuntos dos a dos.
Ahora, sea \(  I=\left \{ N, N+1, ... \right \}  \) un conjunto de indices.
Ahora, tenemos que:
\(  A_{i}\cap{A_{j}}\neq \emptyset  \) para algún i diferente de j, ambos en I.
Ahora, supongamos que no existe ningún \(  x  \) que pertenezca a infinitos \( A_{i}  \) con \(  i \in{I}  \)
Por \( ^{(*)} \) tenemos que, existe un número \(  d  \) tal que
\(  \displaystyle\sum_{i=N}^\infty{m(A_{i})} \leq{dm(\bigcup_{i=N}^{\infty} A_{i})}  \)
Pero:
\( \displaystyle\sum_{i=N}^\infty{\epsilon}\leq{} \displaystyle\sum_{i=N}^\infty{m(A_{i})} \leq{dm(\bigcup_{i=N}^{\infty} A_{i})}  \)
y
\(  \displaystyle\sum_{i=N}^\infty{\epsilon}  \) no converge y \(  dm(\bigcup_{i=N}^{\infty} A_{i})  \) si.
Luego, existe x que pertenece a infinitos \(  A_{k}  \)



\( ^{(*)} \)
Suponga que
\( A_{1}, A_{2}, A_{3}, ...  \) es una secuencia de conjuntos medibles, y suponga que \( d  \)  es un número natural  tal que cada punto \(  x  \)de \( \mathbb{R^{n}}  \) no pertenece a más de \(  d  \) de los \( A^{´}_{k} s \)
Entonces
\(  \displaystyle\sum_{i=1}^\infty{m(A_{i})} \leq{dm(\bigcup_{i=1}^{\infty} A_{i})}  \)



Para ese problema, encontré otra prueba, pero quiero saber si la mía en particular, está bien.
Mil gracias.

25 Febrero, 2021, 09:26 am
Respuesta #1

Luis Fuentes

  • el_manco
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Hola

Buena noche para todos. Tengo el siguiente problema que creo que resolví, pero igual, les agradecería si me dicen si es correcta la demostración.
Mil gracias.
El problema es el siguiente
Sea \( A_{1}, A_{2}, A_{3}, ...  \) una secuencia de conjuntos medibles contenidos en la bola \(  B(0,1)\subset{\mathbb{R^{n}}} \)
Asuma, que para algún \(  \epsilon>0 \) pasa que \(  m(A_{k})\geq{\epsilon}  \) pruebe que existe algún punto que pertenece a infinitos de los \(  A_{k} \)
Mi intento de demostración:
Primero, los \(  A_{k}  \) no pueden ser todos disjuntos, si así fuese \(  m(\bigcup_{k=1}^{\infty} A_{k})=\displaystyle\sum_{k=1}^\infty{m(A_{k})} \geq{\displaystyle\sum_{i=1}^\infty{\epsilon} }  \) y esa serie no converge.
Es más:
Teniendo en cuenta esto, sea N-1, la cantidad de estos conjuntos que pueden ser disjuntos dos a dos.
Ahora, sea \(  I=\left \{ N, N+1, ... \right \}  \) un conjunto de indices.
Ahora, tenemos que:
\(  A_{i}\cap{A_{j}}\neq \emptyset  \) para algún i diferente de j, ambos en I.
Ahora, supongamos que no existe ningún \(  x  \) que pertenezca a infinitos \( A_{i}  \) con \(  i \in{I}  \)
Por * tenemos que, existe un número \(  d  \) tal que
\(  \displaystyle\sum_{i=N}^\infty{m(A_{i})} \leq{dm(\bigcup_{i=N}^{\infty} A_{i})}  \)


No entiendo muy bien como justificas eso. Dices por (*), pero no sé a que hace alusión ese asterisco.

Saludos.

25 Febrero, 2021, 09:59 am
Respuesta #2

zimbawe

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Hola Luis. * Aparece abajo, es un teorema que ya probé.
Ahora, si existe un x que no pertenece a infinitos \(  A_{k}  \) entonces todo \(  x  \) en \(  \mathbb{R^{n}}  \) debe estar a lo más en una cantidad finita de los Ak. Pues no existe un \(  x  \) que esté en una cantidad infinita de ellos.

25 Febrero, 2021, 06:12 pm
Respuesta #3

Luis Fuentes

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Hola

Buena noche para todos. Tengo el siguiente problema que creo que resolví, pero igual, les agradecería si me dicen si es correcta la demostración.
Mil gracias.
El problema es el siguiente
Sea \( A_{1}, A_{2}, A_{3}, ...  \) una secuencia de conjuntos medibles contenidos en la bola \(  B(0,1)\subset{\mathbb{R^{n}}} \)
Asuma, que para algún \(  \epsilon>0 \) pasa que \(  m(A_{k})\geq{\epsilon}  \) pruebe que existe algún punto que pertenece a infinitos de los \(  A_{k} \)
Mi intento de demostración:
Primero, los \(  A_{k}  \) no pueden ser todos disjuntos, si así fuese \(  m(\bigcup_{k=1}^{\infty} A_{k})=\displaystyle\sum_{k=1}^\infty{m(A_{k})} \geq{\displaystyle\sum_{i=1}^\infty{\epsilon} }  \) y esa serie no converge.
Es más:
Teniendo en cuenta esto, sea N-1, la cantidad de estos conjuntos que pueden ser disjuntos dos a dos.
Ahora, sea \(  I=\left \{ N, N+1, ... \right \}  \) un conjunto de indices.

Me sigue haciendo falta más aclaración. ¿El conjunto \( I \) es simplemente los números de \( N \) en adelante?.

Citar
Ahora, tenemos que:
\(  A_{i}\cap{A_{j}}\neq \emptyset  \) para algún i diferente de j, ambos en I.

¿Qué quieres decir exactamente ahí?. Que para cada \( i\in I \), existe un \( j\in I \) tal que \( A_i\cap A_j\neq\emptyset \)?. ¿Qué cualquier par de conjuntos distintos \( A_i,A_j \) con \( i,j\in I \) se cortan?. ¿Por qué?.

Saludos.

P.D. He arreglado la cita de tu mensaje para que se vea más clara.

25 Febrero, 2021, 07:37 pm
Respuesta #4

zimbawe

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Hola Luis. Si, ese conjunto I es el conjunto N en adelante.
Y también quiero decir que, para cada i existe al menos un j tal que la intersección entre \(  A_{i}  \) y \(  A_{j}  \) es diferente de vacío.
Teniendo en cuenta que podemos escoger los disjuntos cómo \(  A_{1}, A_{2}, ..., A_{N-1}  \) si no son estos, pues escogemos un reordenamiento del conjunto para que lo sean.

25 Febrero, 2021, 07:45 pm
Respuesta #5

Luis Fuentes

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Hola

Hola Luis. Si, ese conjunto I es el conjunto N en adelante.
Y también quiero decir que, para cada i existe al menos un j tal que la intersección entre \(  A_{i}  \) y \(  A_{j}  \) es diferente de vacío.
Teniendo en cuenta que podemos escoger los disjuntos cómo \(  A_{1}, A_{2}, ..., A_{N-1}  \) si no son estos, pues escogemos un reordenamiento del conjunto para que lo sean.

mmmm entiendo que \( N-1 \) es el máximo número posible de conjuntos disjuntos dos a dos. Pero no veo porque eso implica que, por ejemplo, para \( A_N \) tenga que haber algún conjunto \( A_j \) con \( j>N \) tal que \( A_N \) corta a \( A_j \). ¿Por qué no podría ser disjunto de todos los \( A_j \) con \( j>N \)?. En todos caso lo que no puede ocurrir es que \( A_N \) sea disjunto con los \( N-1 \) primeros.

Saludos.

25 Febrero, 2021, 08:32 pm
Respuesta #6

zimbawe

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Porque si fuera disjunto con todos los \(  A_{j}  \) los podríamos meter dentro de los A_{N-1}
Igual, creo que sí ese fuera el caso, que tú mencionas. El Argumento seguiría funcionando igual.

25 Febrero, 2021, 09:07 pm
Respuesta #7

zimbawe

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Hola Luis. Encontré esa fuga que tú mencionas en mi argumento.
Pero si quitamos esa imprecisión, el argumento sigue funcionando, no?

26 Febrero, 2021, 09:20 am
Respuesta #8

Luis Fuentes

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Hola

Hola Luis. Encontré esa fuga que tú mencionas en mi argumento.
Pero si quitamos esa imprecisión, el argumento sigue funcionando, no?

Pues sinceramente sigo sin verlo. Dices:

Por \( ^{(*)} \) tenemos que, existe un número \(  d  \) tal que
\(  \displaystyle\sum_{i=N}^\infty{m(A_{i})} \leq{dm(\bigcup_{i=N}^{\infty} A_{i})}  \)

Pero \( ^{(*)} \) no afirma la existencia de ningún \( d \). La existencia de \( d \) es parte de la hipótesis. Y yo no veo que previamente hayas probado la existencia de ese \( d \) para poder aplicar el resultado. En caso afirmativo, ¿cuál sería ese \( d \) y por que?.

Lo que puede deducirse de lo que haces es que precisamente por \( ^{(*)} \) y del hecho de que \( m(A_{k})\geq{\epsilon} \), no pueden cumplirse las hipótesis de \( ^{(*)} \), es decir, para todo \( d \) natural existe un \( x \) que pertenece a más de \( d \) conjuntos.

Si ese \( x \) fuese el mismo para todos los \( d \) habrías terminado: pertenecería a infinitos conjuntos.

Pero sin más argumentación no tiene porqué ser así.

Saludos.

26 Febrero, 2021, 09:26 am
Respuesta #9

zimbawe

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Hola Luis. Voy a tratar de reescribir la idea, para que me corrijas.
O sea, lo que hacemos es suponer que no existe \(  x  \) que pertenezca a una cantidad infinita de los \(  A_{k}  \) si eso es cierto entonces cada \(  x  \) pertenecería a una cantidad finita de los \(  A_{k}  \). Si suponemos que \(  d  \) es el número más grande para el que eso sucede, que existe y existe porque hemos supuesto que no existe ningún x que pertenezca a una cantidad infinita de los \(  A_{k}  \)
Entonces los \(  A_{k}  \) cumplirían las hipótesis de * ¿No?
Voy a adjuntar * a modo de imagen.
Gracias de nuevo Luis.