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[obm-l] Ajuda com um problema sobre teoria de medidas
Numa demonstracao
sobre convexidade, eu vi uma afirmacao que nao estou conseguindo demonstrar e
gostaria de alguma ajuda. Eu acho que ainda me falta conhecimento para
prova-la.
Se A eh um
subconjunto de R com medida de Lebesgue positiva, entao o conjunto B = (A + A)/2
= {(x+y)/2 | x e y estao em A} contem um intervalo aberto nao
vazio.
(a conclusao nao eh
trivial, pois conjuntos com medida positiva podem ter interior
vazio)
Eu consegui 2
sugestoes para provar isto, mas nao estou conseguindo. A primeira, eh usar o
Teorema da Densidade de Lebesgue (nao o conheco). A segunda, diz para considerar
a convolucao da funcao caracteristica do conjunto A. Sendo g esta convolucao,
mostrar que g eh continua, logo Lebesgue-integravel. Mostrar entao que a
integral de g em A e m(A)^2, sendo m(A) a medida de Lebesgue de A (nao consegui
demonstrar estas afirmacoes). Sabendo-se entao que g nao eh
identicamente nula, pois tem integral positiva, e eh continua, segue-se que
existe um intervalo aberto no qual g nao se anula (isto eh facil de
concluir). A partir deste ultimo fato, concluir entao (nao sei porque) que B
contem um intervalo aberto nao vazio.
Acho que ainda me
falta conhecimento para entender isto, mas agradeco se alguem puder
ajudar.
Artur