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Medida e Integração

Código: M4073     Sigla: M4073

Áreas Científicas
Classificação Área Científica
OFICIAL Matemática

Ocorrência: 2018/2019 - 1S

Ativa? Sim
Unidade Responsável: Departamento de Matemática
Curso/CE Responsável: Mestrado em Matemática

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla Nº de Estudantes Plano de Estudos Anos Curriculares Créditos UCN Créditos ECTS Horas de Contacto Horas Totais
M:M 8 Plano de Estudos do M:Matemática 1 - 9 63 243

Língua de trabalho

Português

Objetivos

O principal objectivo é fazer uma introdução geral à teoria da medida e integração de forma a proporcionar ao aluno ferramentas que lhe permitam estudar e entender mais aprofundadamente temas relacionados em diferentes áreas como Análise, Física, Probabilidade e Estatística ou Teoria Ergódica.

Resultados de aprendizagem e competências

Familiarização com os conceitos de medida, de mensurabilidade e integração em espaços de medida. Integração à Lebesgue e Lebesgue-Stieltjes. Apreensão de conceitos e resultados  como continuidade absoluta, Teorema de Radon-Nikodym, espaços produto e Teorema de Fubini. Estudo das diversas noções de convergência e relações entre as mesmas. Ligação entre conceitos de teoria de probabilidade e teoria da medida.

Modo de trabalho

Presencial

Programa




(§ 1) Teoria de Conjuntos

1.1. Operações de conjuntos
1.2. Funções, imagem recíproca e propriedades
1.3. Classes de subconjuntos

(
§ 2) Funções de conjuntos


2.1. Aditividade, σ-aditividade, noção de medida
2.2. Continuidade das medidas
2.3. Decomposição de Hahn-Jordan
2.4. Espaços de Probabilidade


(§ 3) Construção da medida

3.1. Teorema da extensão de Carathéodory
3.2. Medida de Lebesgue
3.3. Medida de Lebesgue-Stieltjes


(§ 4) Integração em espaços de medida

4.1. Funções mensuráveis; noção de Variável Aleatória
4.2. Definição de integral com respeito a uma medida e propriedades
4.3. Teoremas da convergência monótona e limitada de Lebesgue 4.4. Valor esperado de uma variável aleatória


(§ 5) Relações entre espaços e medidas

5.1. Medida produto; Teorema de Fubini
5.2. Teorema de Radon-Nikodym
5.3. Teorema da representação de Riesz


(§ 6) Espaços Lp e convergência

6.1. Desigualdades de Jensen, Holder, Minkowski e Chebyshev 6.2. Lemas de Borel-Cantelli
6.3. Convergência funcional:
   (i) pontual
   (ii) em medida
   (iii) em média
p
6.4. Convergência fraca; Teorema de Portmanteau
6.5. Lei fraca dos grandes números e Teorema do Limite Central 6.6. Relações entre modos de convergência


(§ 7) Tópicos avançados

7.1. Teoremas de diferenciação e densidade de Lebesgue
7.2. Tópicos de Teoria Ergódica
   (i) Recorrência
   (ii) Teorema ergódico de Birkhoff e a lei forte dos grandes números




Bibliografia Obrigatória

Kingman J. F. C. (John Frank Charles); Introduction to measure and probability. ISBN: 0-521-05888-0

Bibliografia Complementar

Halmos Paul R.; Measure theory. ISBN: 0-387-90088-8
Billingsley Patrick; Probability and measure. ISBN: 0-471-00710-2
Rudin Walter; Real and complex analysis. ISBN: 0-07-054233-3
Feller William; An introduction to probability theory and its applications

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Cada aula terá a duração de 2 horas. Sempre que possível, a última meia hora de cada aula deverá ser destinada à resolução de exemplos/exercícios.  Serão disponibilizadas folhas de exercícios sobre os tópicos em estudo.

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação Peso (%)
Exame 70,00
Trabalho escrito 30,00
Total: 100,00

Componentes de Ocupação

Designação Tempo (Horas)
Estudo autónomo 21,00
Frequência das aulas 58,50
Trabalho escrito 5,00
Total: 84,50

Obtenção de frequência

Não se aplica.

Fórmula de cálculo da classificação final

A avaliação consistirá num exame final que será cotado para 14 valores e um trabalho com um peso de 6 valores na nota final.
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