Дифференцирование
[34/0%]Покажите, что в доказательстве теоремы 4.1.1, , где и удовлетворяет (1.9).
Убедитесь, что , определённая в (1.14), и сингулярны.
Пусть — считающая мера на , и для некоторой неотрицательной функции . Покажите, что счётно.
Докажите предложение 4.1.2.
Найдите разложение Лебега меры относительно и производную Радона-Никодима в следующих случаях, где — абсолютно непрерывная компонента относительно .
, где и Cauchy .
, где и Poisson(1).
, где , и .
Poisson (1).
Меры, упомянутые выше, определены в таблицах 4.6.1 и 4.6.2, приведённых в конце этого раздела.
Пусть — пространство с мерой и . Пусть
Покажите, что — конечная знакопеременная мера.
Покажите, что и для , , и .
Пусть и — две конечные меры, такие что обе подчинены -конечной мере . Покажите, что мера полной вариации знакопеременной меры задаётся как , где для .
Заключите, что если и — две меры на счётном множестве с , то .
Покажите, что если — мера Биномиальная , а — мера Пуассона, , то при равномерно на тогда и только тогда, когда . (Указание: покажите, что для каждого , и используйте теорему Шеффе.)
Пусть — конечная знакопеременная мера на измеримом пространстве , и пусть — мера полной вариации, соответствующая . Покажите, что для любого ,
где определено в (2.13).
Покажите, что банахово пространство конечных знакопеременных мер на изоморфно , банахову пространству абсолютно сходящихся последовательностей в .
Пусть и — две вероятностные меры на .
Покажите, что
(Указание: для любого — разбиение , и поэтому , поскольку и — вероятностные меры. Для обратного неравенства используйте разложение Хана пространства относительно и тот факт, что .
Покажите, что также равно
где — совокупность всех -измеримых функций из в , таких что .
Пусть — измеримое пространство.
Пусть — последовательность конечных мер на . Покажите, что существует вероятностная мера , такая что . (Указание: рассмотрите )
Распространите (a) на случай, когда -конечны.
Заключите, что для любой последовательности конечных знакопеременных мер на , существует вероятностная мера , такая что для всех .
Пусть — последовательность конечных мер на измеримом пространстве . Покажите, что существует конечная мера на , такая что , тогда и только тогда, когда существует конечная мера , доминирующая и , , такая что производные Радона-Никодима по мере на и .
Пусть и — две конечные меры на . Пусть — разложение Лебега-Радона-Никодима относительно , как в теореме 4.1.1. Покажите, что если , то для всех ,
— производная Радона-Никодима относительно . Заключите, что если , то , а если , то .
Вычислите , если для следующих случаев
(i)
(ii) Cauchy
(iii) .
Установите предложение 4.2.7.
Приведите другое доказательство полноты , проверив следующие шаги.
Для любой последовательности в , существуют конечная мера и , такие что
фундаментальна в равносильно тому, что фундаментальна в , и, следовательно, полнота следует из полноты .
Пусть .
Покажите, что , и что то же верно для и .
Покажите, что для любого ,
и то же для и .
Для любого .
Пусть и пусть для всех в . Покажите, что , и то же для и .
Пусть . Покажите, что непрерывна всюду, кроме не более чем счётного множества.
Пусть абсолютно непрерывна. Покажите, что она имеет ограниченную вариацию.
Пусть — абсолютно непрерывная неубывающая функция на . Пусть — мера Лебега-Стилтьеса, соответствующая . Покажите, что для любой ,
где — неотрицательная измеримая функция, такая что для любых .
Пусть абсолютно непрерывна с п.в. на , где . Пусть и . Пусть обозначает меру Лебега на . Покажите следующее:
(Формула замены переменных). Для любой , борелевски измеримой и интегрируемой относительно
Для любого борелевского множества также является борелевским множеством.
— мера на , и , причём
— мера на , и , причём
Для любой меры на мера подчинена , причём
Установите (a), предполагая, что и обе непрерывны, отметив, что оба интеграла сводятся к интегралам Римана.
Пусть абсолютно непрерывна на каждом конечном интервале.
Покажите, что в (4.1) можно выбрать независимо от интервала .
Более того, если интегрируема на , то и существуют, и для всех в .
Приведите пример, когда абсолютно непрерывна, но не интегрируема на .
Пусть абсолютно непрерывна на ограниченных интервалах. Пусть — набор непересекающихся интервалов, таких что , и на каждом п.в. или п.в. относительно .
Покажите, что для любой ,
Покажите, что если — мера на , подчинённая , то мера также подчинена , и
где и .
Пусть — мера на , то есть
Пусть . Найдите .
Пусть интегрируема относительно на ограниченных интервалах. Покажите, что для почти всех в (относительно ),
Используя указание к предыдущей задаче, установите теорему 4.4.5.
Пусть — измеримое пространство. Пусть и — -конечные меры на . Пусть для каждого — разложение Лебега относительно , с и . Пусть . Покажите, что и , и что — разложение Лебега относительно .
Пусть — меры Радона на , и пусть — мера Лебега на . Покажите, что если также является мерой Радона, то
Пусть — последовательность неубывающих функций из . Пусть для всех . Покажите, что неубывает, и
Пусть — измеримое по Лебегу множество в . Метрическая плотность в точке определяется как
если этот предел существует. Покажите, что п.в. .
Пусть обе абсолютно непрерывны. Покажите, что также абсолютно непрерывна на , и что
Пусть — конечное пространство с мерой. Зафиксируем . Пусть : — ограниченный линейный функционал, определённый в (3.2.10) (ср. раздел 3.2). Завершите следующий план доказательства теоремы 3.2.3 (теорема Рисса о представлении).
Пусть . Убедитесь, что — знакопеременная мера на .
Убедитесь, что .
Пусть . Покажите, что , где , и , если .
Покажите, что .
Докажите теорему 4.5.2 и следствие 4.5.3.
Для , постройте канторовское множество , как описано в замечании 4.5.1.
Покажите, что канторова тернарная функция может быть выражена как в (5.5).
Пусть — -конечное пространство с мерой.
Пусть — -алгебра . Пусть — -измеримая функция. Покажите, что существует , которая -измерима, и для всех в . (Указание: примените теорему 4.1.1 (b) к мерам и , ограниченным на . Когда — вероятностная мера, называется условным математическим ожиданием при условии (ср. главу 12).)
Теперь предположим, что , где — разбиение . Определите явно на каждом , таком что .