1.1 Espaços mensuráveis

Denotaremos sempre por Ω\Omega o nosso espaço amostral (a princípio qualquer conjunto). Um ponto nesse espaço corresponde por exemplo a um possível resultado do nosso experimento aleatório.

{example}

Possíveis exemplos de espaço amostral

  1.  a)

    Ω1={1,2,,6}\Omega_{1}=\{1,2,\dots,6\},

  2.  b)

    Ω2=+\Omega_{2}=\mathbb{R}_{+},

  3.  c)

    Ω3={f:[0,1];f é contínua}\Omega_{3}=\{f:[0,1]\to\mathbb{R};\text{$f$ \'{e} cont\'{\i}nua}\}.

Os exemplos acima poderiam ser usados em modelar por exemplo: o resultado de um dado, o volume anual de chuva em uma cidade e o comportamento ao longo do dia do preço de uma ação na bolsa de valores.

Consideraremos sempre Ω\Omega’s equipados com uma σ\sigma-álgebra denotada por \mathcal{F}. Mais precisamente {definition} Dizemos que 𝒫(Ω)\mathcal{F}\subseteq\mathcal{P}(\Omega) é uma σ\sigma-álgebra se

  1.  a)

    Ω\Omega\in\mathcal{F},

  2.  b)

    AA\in\mathcal{F} implica que AcA^{c}\in\mathcal{F} e

  3.  c)

    se A1,A2,A_{1},A_{2},\dots\in\mathcal{F}, então iAi\cup_{i}A_{i}\in\mathcal{F}.

Nesse caso, dizemos que (Ω,)(\Omega,\mathcal{F}) é um espaço mensurável e os elementos AA\in\mathcal{F} são chamados de eventos.

Se 𝒢𝒫(Ω)\mathcal{G}\subseteq\mathcal{P}(\Omega) (que chamamos de uma classe ou família), denotamos por σ(𝒢)\sigma(\mathcal{G}) a σ\sigma-álgebra gerada por 𝒢\mathcal{G} , que é a menor σ\sigma-álgebra contendo 𝒢\mathcal{G} (ou em outras palavras, a interseção de todas σ\sigma-álgebras que contém 𝒢\mathcal{G}). Um exemplo importante é dado pela σ\sigma-álgebra de Borel , gerada pelos abertos de uma topologia em Ω\Omega.

{example}

Típicos exemplos de σ\sigma-álgebra correspondentes aos espaços amostrais do Exemplo 1.1

  1.  a)

    1=𝒫(Ω1)\mathcal{F}_{1}=\mathcal{P}(\Omega_{1}),

  2.  b)

    2=([0,1])\mathcal{F}_{2}=\mathcal{B}([0,1]) e

  3.  c)

    3=(C[0,1])\mathcal{F}_{3}=\mathcal{B}(C[0,1]).

{example}

Alguns eventos de 1,2\mathcal{F}_{1},\mathcal{F}_{2} e 3\mathcal{F}_{3} acima

  1.  a)

    {x é ímpar},{1}Ω1\{\text{$x$ \'{e} \'{\i}mpar}\},\{1\}\subset\Omega_{1},

  2.  b)

    [0,1/2],{0},([0,1])Ω2[0,1/2],\{0\},(\mathbb{Q}\cap[0,1])\subset\Omega_{2} e

  3.  c)

    {f:[0,1];f(1)>0}Ω3\{f:[0,1]\to\mathbb{R};f(1)>0\}\subset\Omega_{3}.

{exercise}

Mostre que {f:[0,1];f(t)0 para todo t[0,1]}Ω3\{f:[0,1]\to\mathbb{R};f(t)\geq 0\text{ para todo $t\in[0,1]$}\}\subset\Omega_% {3} é um evento (ou seja, pertence a 3\mathcal{F}_{3}).

{notation}

Se QQ for uma condição qualquer sobre candidatos ωΩ\omega\in\Omega, escreveremos [ω satisfaz Q][\text{$\omega$ satisfaz $Q$}] para denotar {ωΩ; ω satisfaz Q}\{\omega\in\Omega;\text{ $\omega$ satisfaz $Q$}\}.

Por exemplo, {f:[0,1];f(1)>0}\{f:[0,1]\to\mathbb{R};f(1)>0\} pode ser escrita simplesmente como [f(1)>0][f(1)>0].