Mérték (matematika)

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából.

Matematika
Portál | Kategória
A matematika alapjai
Halmazelmélet
Naiv halmazelmélet · Axiomatikus halmazelmélet
Matematikai logika
Algebra
Elemi algebra · Polinomok
Absztrakt algebra · Csoportelmélet · Gyűrűelmélet · Testelmélet
Lineáris algebra · Mátrixok
Univerzális algebra
Analízis
Valós analízis · Komplex analízis · Vektoranalízis
Differenciálegyenletek
Funkcionálanalízis · Mértékelmélet
Geometria
Euklideszi geometria · Nemeuklideszi geometria
Affin geometria · Projektív geometria
Differenciálgeometria · Algebrai geometria
Topológia
Számelmélet
Algebrai számelmélet · Analitikus számelmélet
Diszkrét matematika
Kombinatorika · Gráfelmélet · Játékelmélet
Algoritmusok · Formális nyelvek · Információelmélet
Alkalmazott matematika
Numerikus analízis
Valószínűség-számítás · Statisztika · Káoszelmélet
Matematikai fizika · Matematikai biológia · Gazdasági matematika
Kriptográfia
Általános
Matematikusok
Matematikatörténet · Matematikafilozófia

A mértékelmélet a matematika egyik területe, melynek központi fogalma a mérték, a σ-algebra, az integrál vagy a mérhető függvény. Tekinthető a valós analízis egyik ágának, ami fontos szerepet tölt be a valószínűség-számításban és a statisztikában.

A mérték egy függvény, ami egy adott halmaz részhalmazaihoz egy számot rendel. Ezzel különböző fogalmakat próbálunk megfogni, ilyen lehet a hossz, a térfogat vagy a valószínűség. De a konkrét szituációban lehet a mérték jelentése olyan is, aminek a való életünkben semmi megfelelője nincsen.

A mérték az integrál fogalmát általánosítja valamilyen szempontból. Ott a részhalmazok az intervallumok.

Tartalomjegyzék

[szerkesztés] Formális definíció

A mérték egy \mu : \sum \to [0, \infty ] függvény, ahol \sum egy X halmaz feletti σ-algebra, ami kielégíti az alábbi feltételeket:

 \mu(\varnothing) = 0;
\mu\left(\bigcup_{i=1}^\infty E_i\right) = \sum_{i=1}^\infty \mu(E_i).

Az (X,Σ,μ) hármast nevezik mértéktérnek, és Σ elemeit pedig mérhető halmazoknak.

[szerkesztés] Tulajdonságok

[szerkesztés] Monotonitás

μ monoton, vagyis ha E1 and E2 mérhető halmazok, és E1E2, akkor μ(E1) ≤ μ(E2).

[szerkesztés] Végtelen sok mérhető halmaz uniójának mértéke

Ha E1, E2, E3, … egy megszámlálható halmazsorozat Σ-ban, akkor

\mu\left( \bigcup_{i=1}^\infty E_i\right) \le \sum_{i=1}^\infty \mu(E_i).

Ha E1, E2, E3, … mérhető halmazok és En részhalmaza En+1-nek minden n-re, akkor az Ei halmazok uniója is mérhető, és

 \mu\left(\bigcup_{i=1}^\infty E_i\right) = \lim_{i\to\infty} \mu(E_i).

[szerkesztés] Végtelen sok mérhető halmaz metszetének mértéke

Ha E1, E2, E3, … mérhető halmazok és minden n-re En+1 részhalmaza En-nek, akkor az En halmazok metszete is mérhető; illetve, ha legalább egy En halmaz mértéke véges, akkor

 \mu\left(\bigcap_{i=1}^\infty E_i\right) = \lim_{i\to\infty} \mu(E_i).

Ez a tulajdonság nem teljesül, ha nem tesszük fel, hogy legalább egy halmaz mértéke véges, ugyanis legyen minden nN esetén

 E_n = [n, \infty) \subseteq \mathbb{R}

Ekkor minden halmaz végtelen mértékű, de a metszetük üres.

[szerkesztés] Külső hivatkozások

  • P.R. Halmos: Mértékelmélet, Gondolat, 1994