กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 5 นาที

ฟังก์ชันที่วัดได้

ใน ทางคณิตศาสตร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งใน ทฤษฎีการวัด ฟังก์ชัน ที่วัดได้ คือฟังก์ชันระหว่างเซตพื้นฐานของ ปริภูมิที่วัดได้ สองปริภูมิ ซึ่งรักษาสภาพโครงสร้างของปริภูมิเหล่านั้นไว้...

ฟังก์ชันที่วัดได้

ในทางคณิตศาสตร์โดยเฉพาะอย่างยิ่งในทฤษฎีการวัดฟังก์ชันที่วัดได้คือฟังก์ชันระหว่างเซตพื้นฐานของปริภูมิที่วัดได้ สองปริภูมิ ซึ่งรักษาสภาพโครงสร้างของปริภูมิเหล่านั้นไว้ กล่าวคือ ภาพผกผันของ เซต ที่วัดได้ ใดๆ ก็ สามารถวัดได้เช่นกัน นี่เป็นไปในทำนองเดียวกันกับนิยามที่ว่า ฟังก์ชัน ต่อเนื่องระหว่างปริภูมิเชิงทอพอโลยีจะรักษา สภาพโครงสร้างเชิงทอพอโลยีไว้ กล่าว คือ ภาพผกผันของเซตเปิด ใดๆ ก็สามารถวัดได้ เช่นกัน ในการวิเคราะห์เชิงจริงฟังก์ชันที่วัดได้ถูกใช้ในนิยามของปริพันธ์เลเบสในทฤษฎีความน่าจะเป็น ฟังก์ชันที่วัดได้บนปริภูมิความน่าจะเป็นเรียกว่าตัวแปรสุ่ม

คำจำกัดความอย่างเป็นทางการ

ให้และเป็นปริภูมิที่วัดได้ หมายความว่าและเป็นเซตที่มีพีชคณิต σ ตามลำดับ และ ฟังก์ชันจะเรียกว่าวัดได้ ถ้าสำหรับทุก ๆภาพผกผันของภายใต้อยู่ใน; นั่นคือ สำหรับทุก ๆ

นั่นคือσ-algebra ที่สร้างขึ้นโดย fอยู่ที่ไหนถ้าเป็นฟังก์ชันที่วัดได้ เราจะเขียน เพื่อเน้นการพึ่งพา-algebra และ

ความหลากหลายของการใช้คำศัพท์

การเลือกพีชคณิตในคำจำกัดความข้างต้นบางครั้งเป็นไปโดยปริยายและขึ้นอยู่กับบริบท ตัวอย่างเช่น สำหรับหรือปริภูมิโทโพโลยีอื่นๆพีชคณิตโบเรล (ที่สร้างขึ้นโดยเซตเปิดทั้งหมด) เป็นตัวเลือกทั่วไป ผู้เขียนบางคนกำหนดฟังก์ชันที่วัดได้เป็นฟังก์ชันค่าจริงเท่านั้นโดยสัมพันธ์กับพีชคณิตโบเรล[ 1 ]

หากค่าของฟังก์ชันอยู่ในปริภูมิเวกเตอร์มิติอนันต์ ก็จะมี นิยามอื่นที่ไม่เทียบเท่ากันของการวัดได้ เช่นการวัดได้แบบอ่อนและการวัดได้แบบบอคเนอร์

กลุ่มฟังก์ชันที่วัดได้ที่โดดเด่น

  • ตัวแปรสุ่มตามนิยามคือฟังก์ชันที่วัดได้ซึ่งกำหนดไว้ในปริภูมิความน่าจะเป็น
  • ถ้าและเป็นปริภูมิบอเรลฟังก์ชันที่วัดได้ ก็เรียกว่าฟังก์ชันบอเรลเช่นกัน ฟังก์ชันต่อเนื่องเป็นฟังก์ชันบอเรล แต่ฟังก์ชันบอเรลไม่จำเป็นต้องต่อเนื่องเสมอไป อย่างไรก็ตาม ฟังก์ชันที่วัดได้เกือบจะเป็นฟังก์ชันต่อเนื่อง ดูทฤษฎีบทของลูซินถ้าฟังก์ชันบอเรลเป็นส่วนหนึ่งของแผนที่ก็จะเรียกว่าส่วนตัดบอเร
  • ฟังก์ชัน ที่วัดได้แบบเลเบสคือฟังก์ชันที่วัดได้โดยที่คือพีชคณิตของเซตที่วัดได้แบบเลเบส และคือ พีชคณิต ของโบเรลบนจำนวนเชิงซ้อน ฟังก์ชันที่วัดได้แบบเลเบสมีความน่าสนใจในการวิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์เพราะสามารถอินทิเกรตได้ ในกรณีนี้ ฟังก์ชัน ที่วัดได้แบบเลเบสก็ต่อเมื่อสามารถวัดได้สำหรับทุกค่าซึ่งเทียบเท่ากับการที่ค่าใดๆ ของ สามารถวัดได้สำหรับทุกค่าหรือภาพผกผันของเซตเปิดใดๆ สามารถวัดได้ ฟังก์ชันต่อเนื่อง ฟังก์ชันเอกภาค ฟังก์ชันขั้นบันได ฟังก์ชันกึ่งต่อเนื่อง ฟังก์ชันที่อินทิเกรตแบบรีมันน์ได้ และฟังก์ชันที่มีความแปรผันจำกัด ล้วนเป็นฟังก์ชันที่วัดได้แบบเลเบส[ 2 ]ฟังก์ชันสามารถวัดได้ก็ต่อเมื่อส่วนจริงและส่วนจินตนาการสามารถวัดได้

คุณสมบัติของฟังก์ชันที่วัดได้

  • ผลรวมและผลคูณของฟังก์ชันที่วัดได้ที่มีค่าเชิงซ้อนสองฟังก์ชันสามารถวัดได้[ 3 ]เช่นเดียวกับผลหาร ตราบใดที่ไม่มีการหารด้วยศูนย์[ 1 ]
  • ถ้าและ เป็นฟังก์ชันที่วัดได้ องค์ประกอบของฟังก์ชันเหล่านั้นก็จะวัดได้เช่นกัน[ 1 ]
  • ถ้าและเป็นฟังก์ชันที่วัดได้ การประกอบกันของฟังก์ชันทั้งสองไม่จำเป็นต้องวัดได้แบบเลเบส เว้นแต่ว่าในความเป็นจริง ฟังก์ชันที่วัดได้แบบเลเบสสองฟังก์ชันอาจถูกสร้างขึ้นในลักษณะที่ทำให้การประกอบกันของฟังก์ชันทั้งสองไม่สามารถวัดได้แบบเลเบส
  • ค่าสูงสุด ค่า ต่ำสุด ขีดจำกัดบนและขีดจำกัดล่างของลำดับ (เช่น มีจำนวนนับได้) ของฟังก์ชันที่วัดได้ที่มีค่าจริงทั้งหมดสามารถวัดได้เช่นกัน[ 1 ] [ 4 ]
  • ลิ มิต แบบจุดต่อจุดของลำดับของฟังก์ชันที่วัดได้นั้นสามารถวัดได้ โดยที่เป็นปริภูมิเมตริก (ที่มีพีชคณิตโบเรล) โดยทั่วไปแล้วจะไม่เป็นเช่นนั้นหากไม่สามารถวัดได้ ข้อความที่สอดคล้องกันสำหรับฟังก์ชันต่อเนื่องต้องการเงื่อนไขที่เข้มงวดกว่าการลู่เข้าแบบจุดต่อจุด เช่น การลู่เข้าแบบสม่ำเสมอ[ 5 ] [ 6 ]

ฟังก์ชันที่ไม่สามารถวัดได้

ฟังก์ชันค่าจริงที่พบในงานประยุกต์ส่วนใหญ่มักวัดได้ อย่างไรก็ตาม การพิสูจน์การมีอยู่ของฟังก์ชันที่วัดไม่ได้นั้นไม่ใช่เรื่องยาก การพิสูจน์ดังกล่าวอาศัยสัจพจน์ของการเลือกอย่างเป็นสาระสำคัญ ในแง่ที่ว่าทฤษฎีเซตของ Zermelo–Fraenkelหากปราศจากสัจพจน์ของการเลือกจะไม่สามารถพิสูจน์การมีอยู่ของฟังก์ชันดังกล่าวได้

ในปริภูมิการวัดใดๆที่มีเซตที่ไม่สามารถวัดได้ เราสามารถสร้าง ฟังก์ชันบ่งชี้ที่ไม่สามารถวัดได้: โดยที่มีพีชคณิตบอเรล ตามปกติ นี่คือฟังก์ชันที่ไม่สามารถวัดได้ เนื่องจากภาพผกผันของเซตที่วัดได้คือเซตที่ไม่สามารถวัดได้  

อีกตัวอย่างหนึ่ง ฟังก์ชันใดๆ ที่ไม่ใช่ค่าคงที่นั้นไม่สามารถวัดได้เมื่อเทียบกับพีชคณิต แบบไม่สำคัญ เนื่องจากภาพผกผันของจุดใดๆ ในช่วงนั้นเป็นเซตย่อยแท้ที่ไม่ว่างเปล่าซึ่งไม่ใช่สมาชิกของพีชคณิตแบบไม่สำคัญ

ดูเพิ่มเติม

หมายเหตุ

  1. ^ a b c d Strichartz, Robert (2000). The Way of Analysis . Jones and Bartlett. ISBN 0-7637-1497-6.
  2. ^ Carothers, NL (2000). การวิเคราะห์เชิงจริง . สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์. ISBN 0-521-49756-6.
  3. ^ Folland, Gerald B. (1999). การวิเคราะห์เชิงจริง: เทคนิคสมัยใหม่และการประยุกต์ใช้ . Wiley. ISBN 0-471-31716-0.
  4. ^ Royden, HL (1988). การวิเคราะห์เชิงจริง . Prentice Hall. ISBN 0-02-404151-3.
  5. ^ Dudley, RM (2002). การวิเคราะห์เชิงจริงและความน่าจะเป็น (ฉบับที่ 2). สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์. ISBN 0-521-00754-2.
  6. ^ Aliprantis, Charalambos D.; Border, Kim C. (2006). การวิเคราะห์มิติอนันต์ คู่มือนักเดินทาง (ฉบับที่ 3). Springer. ISBN 978-3-540-29587-7.
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Measurable_function&oldid=1343900177#Notable_classes_of_measurable_functions "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ฟังก์ชันที่วัดได้

ใน ทางคณิตศาสตร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งใน ทฤษฎีการวัด ฟังก์ชัน ที่วัดได้ คือฟังก์ชันระหว่างเซตพื้นฐานของ ปริภูมิที่วัดได้ สองปริภูมิ ซึ่งรักษาสภาพโครงสร้างของปริภูมิเหล่านั้นไว้...

คำจำกัดความอย่างเป็นทางการ

ให้และเป็นปริภูมิที่วัดได้ หมายความว่าและเป็นเซตที่มี พีชคณิต σ ตามลำดับ และ ฟังก์ชันจะเรียกว่าวัดได้ ถ้าสำหรับทุก ๆภาพผกผันของภายใต้อยู่ใน; นั่นคือ สำหรับทุก ๆ ( X , Σ ) {\displaystyle (X,\Sigma )} ( วาย , ที ) {\displaystyle (Y,\คณิตศาสตร์ {T} )} X...

ความหลากหลายของการใช้คำศัพท์

การเลือกพีชคณิตในคำจำกัดความข้างต้นบางครั้งเป็นไปโดยปริยายและขึ้นอยู่กับบริบท ตัวอย่างเช่น สำหรับหรือปริภูมิโทโพโลยีอื่นๆ พีชคณิตโบเรล (ที่สร้างขึ้นโดยเซตเปิดทั้งหมด) เป็นตัวเลือกทั่วไป ผู้เขียนบางคนกำหนด ฟังก์ชันที่วัดได้...

กลุ่มฟังก์ชันที่วัดได้ที่โดดเด่น

ตัวแปรสุ่มตามนิยามคือฟังก์ชันที่วัดได้ซึ่งกำหนดไว้ในปริภูมิความน่าจะเป็น ถ้าและเป็น ปริภูมิบอเรล ฟังก์ชันที่วัดได้ ก็เรียกว่า ฟังก์ชันบอเรล เช่นกัน ฟังก์ชันต่อเนื่องเป็นฟังก์ชันบอเรล แต่ฟังก์ชันบอเรลไม่จำเป็นต้องต่อเนื่องเสมอไป อย่างไรก็ตาม...