가측 함수: 두 판 사이의 차이

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[[측도론]]에서, '''가측함수가측 함수'''(可測函數, {{llang|en|measurable function}})는 [[가측공간]]원상 사이에 정의되는 [[함수(수학)|원상]]로, 집합의대한 가측성을 보존하는 함수를 의미한다함수이다.
 
== 정의 ==
두 [[가측공간가측 공간]] <math>(X,\mathcal F)</math>, <math>(Y,\mathcal G)</math> 사이의 '''가측함수가측 함수''' <math>f\colon X\to Y</math>는 가측집합의다음 [[원상성질을 (수학)|원상]]이 가측집합인만족시키는 함수이다. 즉, 다음 성질이 성립하여야 한다.
* 모든 <math>S\in\mathcal G</math>에 대하여, <math>f^{-1}(S)\in\mathcal F</math>
 
만약 [[공역]]이 [[유클리드 공간]]인 경우, 보통 공역에 [[보렐 시그마 대수]]를 부여한다. 만약 [[정의역]]이 [[유클리드 공간]]일 영우, 보통 공역에 [[르베그 측도|르베그 시그마 대수]]를 부여한다. 즉, "가측함수가측 함수 <math>\mathbb R\to\mathbb R</math>"는 보통 <math>(\mathbb R,\mathcal L(\mathbb R))\to(\mathbb R,\mathcal B(\mathbb R))</math>을 의미한다.
 
== 성질==
가측함수가측 함수
:<math>f\colon(X_1,\mathcal F_1)\to(X_2,\mathcal F_2)</math>
:<math>g\colon(X_2,\mathcal F_2)\to(X_3,\mathcal F_3)</math>
가 주어졌을 때, 그 [[합성함수합성 함수]]
:<math>g\circ f\colon(X_1,\mathcal F_1)\to(X_3,\mathcal F_3)</math>
역시 가측함수이다가측 함수이다.
 
=== 보렐 가측함수가측 함수 ===
<math>X</math>와 <math>Y</math>가 [[보렐 시그마 대수]]를 갖춘 [[위상공간 (수학)|위상공간]]이라고 하면, 다음이 성립한다.
* <math>X</math>와 <math>Y</math> 사이의 모든 [[연속함수연속 함수]]는 가측함수이다가측 함수이다.
* 반대로, [[루진의 정리]]에 따르면, <math>Y</math>가 [[제2가산공간제2 가산 공간]]이며 <math>X</math>에 [[라돈 측도]]가 부여되었다면, 모든 가측함수 <math>f\colon X\to Y</math>는 <math>X</math>의 (라돈 측도에 대하여) [[거의 어다서나]] 연속함수이다연속 함수이다.
 
<math>(X,\mathcal F)</math>가 임의의 가측공간일가측 공간일 경우, 다음이 성립한다.
* 두 가측함수 <math>f,g\colon(X,\mathcal F)\to(\mathbb R,\mathcal B(\mathbb R))</math>에 대하여, <math>f+g</math> 및 <math>f\cdot g</math>는 가측함수이다.
*가측함수의 열 <math>f_1,f_2,\dots\colon(X,\mathcal F)\to(\mathbb R,\mathcal B(\mathbb R))</math>의 점별 극한(pointwise limit)은 가측함수이다.
* 모든 르베그 적분 가능 함수 <math>X\to\mathbb R</math>는 가측함수이다.
 
=== 르베그 가측함수가측 함수 ===
가측함수임의의 함수 <math>f\colon(\mathbb R,\mathcal L(\mathbb R))\to(\mathbb R,\mathcal B(\mathbb R))</math> 대하여, 모든 실수 ''a''에 대해서 집합 <math>f^{-1}(ag\colon\mathbb R\to[0,\infty)</math> 르베그 가측집합이다. 또한대하여, ''g''가다음 음이 아닌조건이 임의의 함수일 때 mid{-g,f,g}는 적분 가능하다. 그 역도 마찬가지로 성립한다. (즉,서로 [[필요충분조건동치]]이다.)
* <math>f\colon(\mathbb R,\mathcal L(\mathbb R))\to(\mathbb R,\mathcal B(\mathbb R))</math>는 가측 함수이다.
* 다음 함수는 [[르베그 적분]] 가능 함수이다.
::<math>\operatorname{mid}\{-g,f,g\}\colon x\mapsto\begin{cases}
g(x)&f(x)\ge g(x)\\
f(x)&-g(x)\le f(x)\le g(x)\\
-g(x)&f(x)\le-g(x)
\end{cases}</math>
 
== 예 ==
정의에 따르면 [[확률변수확률 변수]]는 [[표본 공간]]에서의 가측함수이다.
 
모든 함수가 가측함수는가측 함수는 아니다. 예를 들면, 만약 <math>A\subset\mathbb R</math>가 불가측가측 집합이 집합인아닌 경우, [[지시함수]] <math>1_A(x)</math>는 불가측함수이다.
 
==참고 문헌==