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Riemann-Integral-->Lebesgue-Integral

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Integration

Maßtheorie

Tags: erweitertereelleZahlen, Integration, Lebesgue, Maßtheorie, Riemann

 
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Aegon

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13:17 Uhr, 15.11.2015

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Hallo,

ich habe folgende Aufgabe: F:[0,1]-R erw (erweiterte reelle Zahlen),
( F(x)=x-0.5 für x ungleich 0,F(0)= unendlich)
auf Messbarkeit und Integration prüfen.
F ist stetig, deshalb B-B messbar.(Wobei B: Borelalgebra)

Theoretisch ist F ja Riemann-int., da sie stetig und beschränkt ist (wenn man R erw betrachtet)....
Wir haben das Riemann Integral aber nie für R erw definiert...
Deshalb weiß ich nicht, wie ich hier ansetzen soll.

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Online-Nachhilfe in Mathematik
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DrBoogie

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19:38 Uhr, 15.11.2015

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F ist nicht beschränkt und nicht Riemann-integrierbar (nur uneigentlich).
Aber was ist die Frage?
Aegon

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19:39 Uhr, 15.11.2015

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Aber wenn man als Wertebereich die erweiterten reellen Zahlen hat ist es doch beschränkt, oder?
Aegon

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19:43 Uhr, 15.11.2015

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Achso, ich sehe jetzt was in meiner Frage fehlt!!
Es geht um Lebesgue-Integrierbarkeit.
Und wäre die Funktion Riemann-int., dann ja auch Lebesgue-int. , aber wenn nicht, dann weiß ich nicht, wie ich Lebesgue-Int.barkeit zeigen oder wiederlegen soll (das sollte die Frage sein).
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DrBoogie

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00:57 Uhr, 16.11.2015

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"Aber wenn man als Wertebereich die erweiterten reellen Zahlen hat ist es doch beschränkt, oder?"

Nein, wieso denn? Beschränkt heißt immer f(x)K für eine endliche Zahl K und alle x. Übrigens, Riemann-Integrierbarkeit ist sowieso nur für Funktionen mit "normalen" Werten definiert, erweiterte sind da nicht zugelassen.
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DrBoogie

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00:59 Uhr, 16.11.2015

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Du kannst z.B. den Satz über monotone Konvergenz nutzen. Oder direkt per Definition zeigen, was aber etwas schwieriger ist.
Aegon

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11:03 Uhr, 16.11.2015

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Achso, ich dachte Beschränktheit heißt durch ein Element aus der Menge, in diesem Fall die erweiterten reellen Zahlen, beschränkt.
Dann ist die Funktion integrierbar und das Integral beträgt 2, oder?

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DrBoogie

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11:07 Uhr, 16.11.2015

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"Achso, ich dachte Beschränktheit heißt durch ein Element aus der Menge, in diesem Fall die erweiterten reellen Zahlen, beschränkt."

Theoretisch kann man Beschränktheit aus so definieren, aber bei Riemann-Integrierbarkeit ist die "normale" Beschränktheit vorausgesetzt.

"Dann ist die Funktion integrierbar und das Integral beträgt 2 oder?"

Das ist auf jeden Fall richtig, nur ist die Frage, wie man das begründet.



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DrBoogie

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11:21 Uhr, 16.11.2015

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Eine andere Möglichkeit ist, auf dieses Resultat zurückzugreifen:

Wenn f uneigentlich Riemann-integrierbar ist, ist f Lebesgue-integrierbar.


Falls Ihr das schon kennt.
Aegon

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11:26 Uhr, 16.11.2015

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Wenn man den Satz der monotonen Konvergenz verwendet und als Folge die Funktionen
Fk :=F (Indikatorfunktion von [1k,1]), mit k gegen läuft die Folge gegen F und die Fk sind Riemann-int. dann hat man limk- von 2-21k=2, oder?

Was ich noch nicht ganz begründen kann, ist folgendes:
Ich definiere Fk :=F (Indikatorfunktion von [1k,1])
dann 01 Fk =1k1F, da die Fk außerhalb dieses Def. bereichs 0 sind, aber das Integral so teilen (01 Fk =1k1 Fk +01k Fk) dürfte ich doch nur , wenn ich wüsste, dass die Funktionen integrierbar sind, oder?
Aegon

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11:27 Uhr, 16.11.2015

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Den Satz hatten wir leider noch nicht.
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DrBoogie

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11:28 Uhr, 16.11.2015

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Ja, aber Fk ist doch sicher integrierbar, sogar nach Riemann, sie ist doch beschränkt und stetig, außer in einem Punkt.
Aegon

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11:33 Uhr, 16.11.2015

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Oh ja, stimmt...
Aber wieso außer in einem Punkt? Wäre dann nicht auch F integrierbar?
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DrBoogie

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11:37 Uhr, 16.11.2015

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F ist nicht beschränkt, daher nicht Riemann-integrierbar. Ich dachte, so weit waren wir schon.

Fk ist nicht überall stetig, konkret im Punkt 1/k nicht. Das ist aber egal, denn jede beschränkte und stetige, außer eventuell in endlich vielen Punkten, Funktion ist Riemann-integrierbar.
Frage beantwortet
Aegon

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11:39 Uhr, 16.11.2015

Antworten
Ja , das stimmt..
Danke!