BAB V KEKONVERGENAN BARISAN PADA DAN KETERKAITAN DENGAN. Pada subbab 4.1 telah dibahas beberapa sifat dasar yang berlaku pada koleksi

dokumen-dokumen yang mirip
BAB III INTEGRAL LEBESGUE. Pada bab sebelumnya telah disebutkan bahwa ruang dibangun oleh

BAB III FUNGSI TERUKUR LEBESGUE. Setelah dibahas mengenai ukuran Lebesgue dan beberapa sifatnya pada

II. LANDASAN TEORI ( ) =

BAB I PENDAHULUAN. Integral Lebesgue merupakan suatu perluasan dari integral Riemann.

BAB II KAJIAN TEORI. memahami sifat-sifat dari barisan fungsi. Pada bab ini akan diuraikan materimateri

MA5031 Analisis Real Lanjut Semester I, Tahun 2015/2016. Hendra Gunawan

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang Masalah

MA3231 Analisis Real

DEFINISI TIPE RIEMANN UNTUK INTEGRAL LEBESGUE 1. Drajad Maknawi 2 dan Muslich 3 Jurusan Matematika FMIPA UNS. Abstrak

5. Sifat Kelengkapan Bilangan Real

SILABUS MATAKULIAH TEORI INTEGRAL (MAA 525)

URAIAN POKOK-POKOK PERKULIAHAN

DASAR-DASAR ANALISIS MATEMATIKA

MA5031 Analisis Real Lanjut Semester I, Tahun 2015/2016. Hendra Gunawan

II. TINJAUAN PUSTAKA. dan Integral Bawah Darboux, Integral Darboux, Teorema Bolzano Weierstrass,

MA3231 Analisis Real

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Permasalahan

11. FUNGSI MONOTON (DAN FUNGSI KONVEKS)

BAHAN AJAR ANALISIS REAL 1. DOSEN PENGAMPU RINA AGUSTINA, S. Pd., M. Pd. NIDN

BAB II DASAR TEORI. Di dalam BAB II ini akan dibahas materi yang menjadi dasar teori pada

BAB III KEKONVERGENAN LEMAH

ANALISIS REAL. (Semester I Tahun ) Hendra Gunawan. August 18, Dosen FMIPA - ITB

DASAR-DASAR ANALISIS MATEMATIKA

MA3231 Analisis Real

BAB 4 KEKONSISTENAN PENDUGA DARI FUNGSI SEBARAN DAN FUNGSI KEPEKATAN WAKTU TUNGGU DARI PROSES POISSON PERIODIK DENGAN TREN FUNGSI PANGKAT

JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA FPMIPA - UNIVERSITAS PENDIDKAN INDONESIA

INTEGRAL DARBOUX. Keterbatasan fungsi f dapat menjamin eksistensi dua bilangan ܯ dan tersebut. Selanjutnya untuk ͳǡʹǡǥ ǡ didefinisikan:

MA3231 Analisis Real

INTEGRAL RIEMANN-LEBESGUE

BAB III FUNGSI YOUNG DAN KOMPLEMEN YOUNG

F. RANCANGAN KEGIATAN BELAJAR MENGAJAR

DASAR-DASAR ANALISIS MATEMATIKA

PENGANTAR ANALISIS REAL

ANALISIS REAL. (Semester I Tahun ) Hendra Gunawan. September 12, Dosen FMIPA - ITB

BAB 3 REVIEW SIFAT-SIFAT STATISTIK PENDUGA KOMPONEN PERIODIK

BAGIAN PERTAMA. Bilangan Real, Barisan, Deret

FOURIER Oktober 2014, Vol. 3, No. 2, KONSEP FUNGSI SEMIKONTINU. Malahayati 1

0. Pendahuluan. 0.1 Notasi dan istilah, bilangan kompleks

DASAR-DASAR TEORI RUANG HILBERT

BAB 3 REVIEW PENDUGAAN FUNGSI INTENSITAS LOKAL DAN GLOBAL DARI PROSES POISSON PERIODIK DENGAN TREN FUNGSI PANGKAT

BAB III TRANSFORMASI MATRIKS DERET DIRICHLET HOLOMORFIK. A. Transformasi Matriks Mengawetkan Kekonvergenan

, maka., maka 1 = 1 +1 <3 1 < = 10 3 =1

BAB V DUALITAS RUANG ORLICZ

YOHANA SUWANDI NIM 83950

DASAR-DASAR ANALISIS MATEMATIKA

ANALISIS REAL. (Semester I Tahun ) Hendra Gunawan. October 3, Dosen FMIPA - ITB

16. BARISAN FUNGSI Barisan Fungsi dan Kekonvergenan Titik Demi Titik

BAGIAN KEDUA. Fungsi, Limit dan Kekontinuan, Turunan

Analisis Real A: Teori Ukuran dan Integral

MA3231 Analisis Real

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

Daftar Isi 3. BARISAN ANALISIS REAL. (Semester I Tahun ) Hendra Gunawan. Dosen FMIPA - ITB

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang dan Permasalahan

UJI KONVERGENSI. Januari Tim Dosen Kalkulus 2 TPB ITK

10. Transformasi Fourier

Analisis Real A: Teori Ukuran dan Integral

Memahami definisi barisan tak hingga dan deret tak hingga, dan juga dapat menentukan

3 LIMIT DAN KEKONTINUAN

Misal, dan diberikan sebarang, terdapat sehingga untuk setiap

REFLEKSIVITAS PADA RUANG ORLICZ DENGAN KEKONVERGENAN RATA-RATA

MA3231. Pengantar Analisis Real. Hendra Gunawan, Ph.D. Semester II, Tahun

Lampiran 1. Beberapa Definisi dan Lema Teknis

DERET TAK HINGGA. Contoh deret tak hingga :,,, atau. Barisan jumlah parsial, dengan. Definisi Deret tak hingga,

TINJAUAN SINGKAT KALKULUS

Lampiran A. Beberapa Definisi dan Lema Teknis

FUNGSI KONTINU. sedemikian sehingga jika x adalah titik dari A (c), maka f (x) berada pada Vg (f (c)). (Lihat Gambar 5.1.1).

0,1, Holder s continue function in rank of and. 0,1, fungsi kontinu Holder berpangkat-,

BAB III OPERATOR LINEAR TERBATAS PADA RUANG HILBERT. Operator merupakan salah satu materi yang akan dibahas dalam fungsi

II. SISTEM BILANGAN RIIL. Handout Analisis Riil I (PAM 351)

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah

KONSTRUKSI INTEGRAL MENGGUNAKAN FUNGSI SEDERHANA δ PADA [, ] Jl. Prof. H. Soedarto, S.H., Tembalang, Semarang, 50275

3 LIMIT DAN KEKONTINUAN

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah

12. Teorema Inversi Fourier dan Transformasi Fourier di L 2 (R)

BAB II LANDASAN TEORI

MA5031 Analisis Real Lanjut Semester I, Tahun 2015/2016. Hendra Gunawan

3 LIMIT DAN KEKONTINUAN

Definisi 1 Deret Tak Hingga adalah suatu ekspresi yang dapat dinyatakan dalam bentuk:

3 LIMIT DAN KEKONTINUAN

METODE GARIS SINGGUNG DALAM MENENTUKAN HAMPIRAN INTEGRAL TENTU SUATU FUNGSI PADA SELANG TERTUTUP [, ]

MA5031 Analisis Real Lanjut Semester I, Tahun 2015/2016. Hendra Gunawan

RUANG LIPSCHITZ. Departemen Pendidikan Matematika FPMIPA UPI. *Surel: : (, ) Ϝ

HUBUNGAN LIMIT FUNGSI DAN LIMIT BARISAN PADA TOPOLOGI REAL

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

ABSTRAK DAN EXECUTIVE SUMMARY HIBAH DISERTASI DOKTOR

SISTEM BILANGAN REAL

BAB III SUB BARISAN DAN TEOREMA BOLZANO-WEIERSTRASS

ANALISIS VARIABEL REAL 2

BAB VI LIMIT FUNGSI. 6.1 Definisi. A R. Titik c R adalah titik limit dari A, jika untuk setiap persekitaran-δ dari c,

HUKUM ITERASI LOGARITMA. TUGAS AKHIR untuk memenuhi sebagian persyaratan memperoleh gelar sarjana sains SORTA PURNAWANTI NIM.

Integral Baire-1 Stieltjes, Henstock-Stieltjes dan Riemann-Stieltjes. The Stieltjes Integrals of Baire-1, Henstock and Riemann

PENDAHULUAN LANDASAN TEORI

BAB II TEOREMA NILAI RATA-RATA (TNR)

BAB III PEMETAAN TAK MENGEMBANG PADA RUANG BANACH. Konsep dari Ruang Banach-2 pada ruang linear bemonn-2

11. Konvolusi. Misalkan f dan g fungsi yang terdefinisi pada R. Konvolusi dari f dan g adalah fungsi f g yang didefinisikan sebagai.

BAB II LANDASAN TEORI. Pada Bab Landasan Teori ini akan dibahas mengenai definisi-definisi, dan

MA3231 Analisis Real

Analisis Riil II: Diferensiasi

FOURIER Oktober 2014, Vol. 3 No. 2, KONSEP DASAR RUANG METRIK CONE. Yogyakarta

MODUL RESPONSI MAM 4222 KALKULUS IV

Transkripsi:

BAB V KEKONVERGENAN BARISAN PADA DAN KETERKAITAN DENGAN Pada subbab 4.1 telah dibahas beberapa sifat dasar yang berlaku pada koleksi semua fungsi yang terintegralkan Lebesgue, 1. Sebagaimana telah dirumuskan pada Bab I, terdapat dua masalah utama yang akan dikaji berkaitan dengan sifat-sifat pada 1. Pertama, syarat apakah yang harus dipenuhi agar sebarang barisan yang konvergen di 1 mempunyai limit di 1. Kedua, bagaimana keterkaitan antara fungsi di dengan fungsi di 1. Untuk membahas permasalahan di atas diperlukan konsep-konsep pendukung seperti yang tertuang dalam Teorema Kekonvergenan Monoton Lebesgue Lemma Fatou. Pada bab ini kajian akan diawali dengan pembahasan kedua konsep tersebut, dilanjutkan dengan pembahasan masalah pertama yang dimuat dalam Teorema Kekonvergenan Terdominasi Lebesgue. Akhir kajian bab ini membahas bahwa fungsi yang terintegralkan Riemann adalah terintegralkan Lebesgue, namun belum tentu berlaku sebaliknya. 5.1 Teorema Kekonvergenan Monoton Lebesgue Lemma Fatou Pada subbab ini akan dikaji mengenai konsep-konsep utama yang akan digunakan untuk membahas permasalahan-permasalahan yang telah dirumuskan

80 tersebut. Teorema pendukung yang akan digunakan adalah Teorema kekonvergenan Monoton Lebesgue Lemma Fatou. Teorema Kekonvergenan Monoton Lebesgue menjamin bahwa barisan fungsi di 1 yang bernilai non negatif konvergen akan mempunyai limit fungsi di 1 jika barisan fungsi di 1 tersebut monoton naik. Teorema 5.1.1 (Teorema Kekonvergenan Monoton Lebesgue) Misalkan adalah sebuah barisan dari fungsi-fungsi terukur- pada. Jika (a) 0 untuk setiap, (b) lim, untuk setiap. Maka terukur, lim lim. Bukti. Misalkan adalah sebuah barisan fungsi terukur- yang bernilai non negatif pada, monoton naik konvergen titik demi titik ke fungsi pada. Keterukuran dari fungsi dijamin oleh Teorema 3.2.10. Untuk selanjutnya, akan diperlihatkan bahwa lim lim. Karena 1 untuk setiap, maka berdasarkan Teorema 4.3.2 diperoleh 1 untuk setiap. Selanjutnya, karena barisan monoton naik konvergen titik demi titik ke fungsi maka untuk setiap

81, berdasarkan Teorema 4.3.2 maka untuk setiap. Perhatikan bahwa, barisan monoton naik terbatas oleh, oleh karena itu akan terdapat 0, sedemikian sehingga lim. Sekarang akan diperlihatkan bahwa lim, yaitu dengan menunjukkan bahwa kedua ketaksamaan berikut berlaku, (i) (ii). Karena sup : untuk setiap akibatnya diperoleh, Dengan demikian ketaksamaan (i) terbukti.. Untuk membuktikan ketaksamaan (ii), misalkan adalah sebarang fungsi sederhana sedemikian sehingga 0, misalkan adalah sebarang konstanta dengan 0 1 definisikan : 0, di mana 1,2,3,. Karena terukur- untuk setiap akibatnya himpunan terukur untuk setiap karena monoton naik maka diperoleh, 1 2 3. Lebih jauh, akan diperlihatkan bahwa, maka diperoleh 1. Untuk itu karena untuk setiap. Selanjutnya, akan diperlihatkan bahwa

82. Ambil sebarang, jika 0 maka 0 untuk setiap 0, dengan demikian untuk setiap. Selanjutnya jika 0, maka akibatnya untuk setiap yang cukup besar. Hal ini juga menunjukkan bahwa, untuk suatu akibatnya diperoleh bahwa. Kemudian perhatikan bahwa,. Berdasarkan hal tersebut, dapat disimpulkan untuk 1,2,3,. Dengan demikian, diperoleh atau, dengan kata lain lim lim lim Karena ketaksamaan ini berlaku untuk setiap 0,1, maka diperoleh Untuk setiap fungsi sederhana terukur dengan 0, sehingga dengan mengambil supremum atas seluruh diperoleh,.

83 Dengan demikian ketaksamaan (i) (ii) berlaku, sehingga dapat disimpulkan bahwa, lim lim. Perhatikan bahwa, kondisi barisan fungsi terukur non negatif yang harus monoton naik seperti yang disebutkan pada Teorema 4.3.4, tidak dapat dihilangkan, seperti yang diperlihatkan pada contoh berikut. Contoh 5.1.2 Untuk setiap, misalkan : 1, 0, didefinisikan oleh 1 jika, 1,1 0 jika, 1. Dapat dilihat bahwa bernilai non negatif untuk setiap, tetapi barisan fungsi tidak monoton naik. Barisan fungsi konvergen ke fungsi dengan 0 untuk setiap 1,. Akan tetapi, Sehingga, 1,,1 1,, 1 1, 1. lim 1, 1 0 1, lim.

84 Teorema kekonvergenan monoton Lebesgue juga dapat diaplikasikan untuk membuktikan Teorema 4.3.2 seperti yang diperlihatkan pada contoh berikut. Contoh 5.1.3 Misalkan diberikan dua buah fungsi, : 0, di mana adalah fungsi terukur-,. Misalkan adalah sebuah konstanta dengan 0. Dengan menggunakan Teorema Kekonvergenan Monoton akan diperlihatkan bahwa,. Berdasarkan Teorema 3.3.6 terdapat barisan fungsi sederhana sedemikian sehingga, 0 dengan lim pada 0 dengan lim = pada. Berdasarkan hal tersebut, diperoleh barisan fungsi sederhana, di mana 0 dengan lim 0 dengan lim. Berdasarkan Teorema Kekonvergenan Monoton Lebesgue, diperoleh

85 lim lim lim serta lim lim. Teorema 5.1.4 (Lemma Fatou) Jika : 0, adalah fungsi terukur non negatif untuk setiap, maka lim inf lim inf. Bukti. Misalkan diberikan sebarang barisan fungsi terukur non negatif yang terdefinisi pada definisikan, inf, 1, 2, dengan 1,2,3,. Dengan demikian diperoleh bahwa 0, barisan monoton naik, Berdasarkan Teorema 3.2.10, terukur- untuk 1,2,3, lim lim inf. Dengan menggunakan Teorema Kekonvergenan Monoton Lebesgue, diperoleh lim inf lim

86 lim lim inf lim inf. 5.2 Teorema Kekonvergenan Terdominasi Lebesgue Pada subbab ini akan dibahas mengenai kondisi yang diperlukan agar sebarang barisan di 1 yang konvergen mempunyai limit di 1. Kondisi tersebut dapat diturunkan dengan menggunakan Teorema Kekonvergenan Monoton Lebesgue Lemma Fatou seperti yang diberikan oleh Teorema Kekonvergenan Terdominasi Lebesgue di bawah ini. Teorema 5.2.1 (Teorema Kekonvergenan Terdominasi Lebesgue) Misalkan :, adalah fungsi terukur untuk setiap asumsikan bahwa fungsi 0 di mana. Jika maka lim 1 lim ada untuk setiap untuk setiap,

87 lim lim. Bukti. Diberikan sebarang barisan fungsi terukur pada di mana barisan konvergen titik demi titik pada asumsikan juga bahwa terdapat fungsi 0 di mana sedemikian sehingga untuk setiap. Akan diperlihatkan bahwa pernyataan pada teorema di atas berlaku. Misalkan lim untuk setiap, akibatnya berdasarkan Teorema 3.2.10 adalah sebuah fungsi terukur. Karena untuk setiap maka berdasarkan Teorema 4.4.4 1 untuk setiap, demikian juga karena lim haruslah, akibatnya. Selanjutnya, perhatikan bahwa karena akibatnya fungsi,, adalah fungsi terukur- yang bernilai non negatif. Dengan mengaplikasikan Lemma Fatou pada fungsi diperoleh, lim inf lim inf. Yaitu, lim inf. Karena maka bernilai hingga, dengan demikian kedua ruas pada ketaksamaan di atas dapat dikurangi oleh, diperoleh

88 liminf. Dengan cara yang serupa, aplikasikan juga Lemma Fatou pada fungsi terukur- non negatif, diperoleh liminf liminf dengan kata lain, limsup Akhirnya diperoleh, limsup liminf. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa lim ada sama dengan lim. 5.2 Keterkaitan dengan Dengan menggunakan Teorema Kekonvergenan Monoton Lebesgue dapat diturunkan keterkaitan antara fungsi di 1 dengan fungsi di. Misalkan, menyatakan integral Lebesgue dari atas, koleksi semua fungsi yang terintegralkan Lebesgue pada, dinotasikan dengan 1,. Serta misalkan juga bahwa menyatakan integral Riemann dari atas, koleksi semua fungsi yang terintegralkan Riemann pada, dinotasikan oleh,. Keterkaitan

89 fungsi yang terintegralkan Lebesgue dengan fungsi yang terintegralkan Riemann dinyatakan dalam teorema berikut ini. Teorema 5.2.1 Jika, maka,,., Bukti Misalkan diberikan fungsi,. Fungsi terintegralkan Riemann pada interval, artinya jika,,, adalah sebarang pada, dengan jumlah Riemann atas bawah sebagai berikut,,, dengan sup: 1, 1,, di mana inf: 1, 1, maka lim, lim,...1

90 Karena diambil sebarang pada, maka dapat dibentuk suatu barisan partisi dengan sifat 1 adalah penghalus dari yaitu 1 untuk setiap sedemikian sehingga Δ 1 di mana 1 adalah titik pada partisi. Karena 1 untuk setiap, akibatnya berdasarkan Teorema 2.4.4, diperoleh,,,,,,,,. Karena barisan,, monoton terbatas, jika diambil supremum dari, infimum dari, atas seluruh partisi yang mungkin pada, maka diperoleh, sup, : lim, inf, : lim,. Perhatikan barisan, akan didefinisikan fungsi-fungsi sederhana pada,. Untuk sebarang, misalkan 0, 1,,. Definisikan fungsi sebagai berikut: jika jika 1

91 jika jika 1. Karena masing-masing subinterval, adalah terukur-, akibatnya berdasarkan Teorema 3.3.7 fungsi terukur- berdasarkan Definisi 4.2.1 Definisi 2.4.3 diperoleh,, 1, 1 1,. 1 Dengan kata lain, integral Lebesgue untuk fungsi sederhana adalah jumlah Riemann atas bawah untuk partisi. Selanjutnya, diperoleh juga bahwa 1 2 2 1 untuk setiap,, karena 1. Karena barisan monoton terbatas, akibatnya terdapat sebuah fungsi sedemikian sehingga, lim lim. Karena L U adalah limit dari barisan fungsi yang terukur-µ akibatnya L adalah fungsi terukur-. Perhatikan juga bahwa adalah fungsi yang terbatas pada,, sehingga diperoleh,, berdasarkan Teorema Kekonvergenan Monoton Lebesgue, diperoleh

92 lim lim lim,, lim lim lim,. Karena,, akibatnya. Diketahui bahwa, jika hanya jika untuk hampir semua,. Dalam hal ini ketaksamaan,, mengakibatkan,, hampir dimanapun pada,, dengan demikian fungsi terukur- maka terintegralkan Lebesgue. Lebih jauh, karena, hampir dimanapun pada,, akibatnya diperoleh,., Perhatikan bahwa konvers dari Teorema 5.2.1 tidak berlaku berdasarkan Contoh 2.4.5 Contoh 4.1.2.