Miara wektorowa
Miara wektorowa – w teorii miary, addytywna funkcja zbiorów określona na ciele zbiorów o wartościach w przestrzeni unormowanej. Miara wektorowa nie jest miarą, lecz stanowi uogólnienie koncepcji miary na wartości wektorowe.
Dla miar wektorowych, podobnie jak dla miar, definiuje się pojęcie całki.
Definicja
Jeśli jest ciałem zbiorów oraz przestrzenią unormowaną, to funkcję spełniającą warunek
dla wszelkich rozłącznych zbiorów nazywamy miarą wektorową[1].
Jeśli jest σ-ciałem podzbiorów zbioru to funkcję nazywamy miarą wektorową przeliczalnie addytywną, gdy dla każdego ciągu zbiorów parami rozłącznych z σ-ciała spełniony jest warunek:
Wahanie i półwahanie
Jeżeli jest miarą wektorową, to funkcję określoną wzorem
- gdzie jest skończoną rodziną zbiorów parami rozłącznych taką, że nazywamy wahaniem miary wektorowej
Funkcję określoną wzorem
nazywamy półwahaniem miary wektorowej
Mówimy, że wahanie ograniczone, jeśli jego wartość od całej przestrzeni jest skończona.
Własności
- Jeżeli jest σ-ciałem podzbiorów zbioru a jest przeliczalnie addytywną funkcją zbiorów, to
- gdzie to odpowiednio wahanie górne i dolne.
- Wahanie miary wektorowej jest addytywną funkcją zbiorów. Wahanie miary wektorowej przeliczalnie addytywnej jest miarą.
- Półwahanie miary wektorowej jest funkcją podaddytywną i monotoniczną funkcją zbiorów.
- Jeżeli jest miarą wektorową, to
- Miara wektorowa o ograniczonym wahaniu jest przeliczalnie addytywna wtedy i tylko wtedy, gdy jej wahanie jest przeliczalnie addytywne.
- Niech (σ-ciało generowane przez ciało porównaj: definicję). Jeśli jest przeliczalnie addytywną miarą wektorową o ograniczonym wahaniu, to dla każdego zachodzi równość:
- Jeżeli wahanie miary wektorowej jest miarą skończoną, to jest miarą wektorową przeliczalnie addytywną.
- Zbiór wartości miary wektorowej przeliczalnie addytywnej jest ograniczony.
- Twierdzenie Dieudonné-Grothendiecka.
Przykłady
Miara wektorowa (skończenie addytywna).
Niech będzie ciągłym operatorem liniowym. Dla każdego mierzalnego (w sensie Lebesgue’a) podzbioru określmy odwzorowanie
- gdzie jest funkcją charakterystyczną.
Miara wektorowa przeliczalnie addytywna.
Niech będzie ciągłym operatorem liniowym. Funkcja dana wzorem jak w powyższym przykładzie jest przeliczalnie addytywna. Ponadto można wykazać, że dla każdego
- gdzie jest miarą Lebesgue’a.
Wówczas, także co dowodzi, że jest miarą wektorową o ograniczonym wahaniu.
Miara wektorowa o ograniczonym półwahaniu, której wahanie nie jest ograniczone.
Niech będzie σ-ciałem podzbiorów zbioru mierzalnych w sensie Lebesgue’a. Funkcja dana wzorem
- dla jest miara wektorową o ograniczonym półwahaniu, której wahanie nie jest ograniczone.
Miara wektorowa o nieograniczonym półwahaniu.
Niech Funkcja dana wzorem
- jest miarą wektorową o nieograniczonym półwahaniu.
Wykazanie rzeczonych własności można znaleźć w[2].