envelope
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| Seja $f: [a, b] \rightarrow \mathbb{R}$ uma função. Então definimos envelopes superior e inferior de $f$. | Seja $f: [a, b] \rightarrow \mathbb{R}$ uma função. Então definimos envelopes superior e inferior de $f$. | ||
| De fato definimos dois operadores que uma transforma cada função em uma função semi-contínua superior e outra que transforma em semi-contínua inferior. | De fato definimos dois operadores que uma transforma cada função em uma função semi-contínua superior e outra que transforma em semi-contínua inferior. | ||
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| Seja $f$ uma função qualquer e definimos envelope superior $\mathcal{S}(f)(x) = \inf_{\delta > 0} \sup_{|x-y| < \delta} f(y).$ | Seja $f$ uma função qualquer e definimos envelope superior $\mathcal{S}(f)(x) = \inf_{\delta > 0} \sup_{|x-y| < \delta} f(y).$ | ||
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| + | Seja $f$ uma função qualquer e definimos envelope inferior $\mathcal{I}(f)(x) = \sup_{\delta > 0} \inf_{|x-y| < \delta} f(y).$ | ||
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| + | É um bom exercício, mostrar que se $f$ é limitada então o envelope superior (respectivamente inferior) é uma função semi-contínua superior (respectivamente inferior). Além disso, $f$ é semi-contínua superior (inferior) se coincide com seu envelope superior (inferior). em particular $f$ é contínua se somente se as envelopes coincidem. | ||
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| + | As funções envelope sempre são Lebesgue mensuráveis, | ||
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| + | Agora a relação mágica entre Riemann e Lebesgue: | ||
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| + | <WRAP center round tip 60%> | ||
| + | Seja $f: [a, b] \rightarrow \mathbb{R}$ uma função limitada. Então | ||
| + | $$ | ||
| + | R. \overline{\int_{a}^{b}} f dx = \int_{[a, b]} \mathcal{S}(f) dx. | ||
| + | $$ | ||
| + | </ | ||
| + | Na equaçõa acima, $R. \overline{\int_{a}^{b}} f dx$ representa integral de Riemann superior da $f$, entquanto outro lado da igualdade é a integral de Lebesgue de seu envelope superior. | ||
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| + | De uma forma similar | ||
| + | $$ | ||
| + | R. \underline{\int_{a}^{b}} f dx = \int_{[a, b]} \mathcal{I}(f) dx. | ||
| + | $$ | ||
| + | |||
| + | Assim, fica claro que as integrais superior e inferior de Riemann são integral de Lebesgue de envelopes da função. Portanto é fácil ver que a integral de Riemann existe e é igual a integral de Lebesgue se somente se os pontos de continuidade tem medida de Lebesgue nula. | ||
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