98 <strong>Kapitel</strong> III. Größenverzerrung und Bäume mit Rückgrat: Ein probab. Zugang zu GWP1. BäumeIm folgenden werden wir Bäume in kanonischer Weise als Teilmengen des Ulam-Harris-Baums V = ⋃ n≥0 Nn definieren, wobei an die im Anschluß von Lemma I.1.2 eingeführtenBezeichnungen erinnert sei.1.1. Definition. Eine Teilmenge τ ⊂ V heißt Baum, falls sie den folgenden Bedingungengenügt:(1) ∅ ∈ τ,(2) v 1 ...v n ∈ τ ⇒ v 1 ...v k ∈ τ für jedes 1 ≤ k 0} ∈ N 0z n (τ) =0 ⇒ z n+k (τ) =0für alle k ≥ 0hinweisen.Für τ ∈ T und n ≥ 0 setzen wir hiernach abkürzendτ nτ |n[τ] ndef= τ ∩ N n = {v ∈ τ : |v| = n},n⋃def= = {v ∈ τ : |v| ≤n},k=0τ kdef= {τ ′ ∈ T : τ ′ |n = τ |n}.Die Menge T wird uns in den nachfolgenden Abschnitten als Wertebereich verschiedenerAbbildungen begegnen. Um aus diesen Abbildungen Zufallsvariablen, d.h. meßbare Abildungenzu machen, verschaffen wir uns zunächst eine geeignete σ-Algebra auf T, indem wir auf dieserMenge eine Metrik definieren, die eine Topologie vermittelt.
1. Bäume 991.2. Lemma. (a) Die Abbildung d : T × T → [0, 1], gegeben durch( )d(τ,τ ′ ) def= exp − sup{n ≥ 0: τ |n = τ |n ′ } , τ,τ ′ ∈ T,−∞ defist eine Metrik auf T, wobei natürlich e =0vereinbart wird.(b) Der Raum (T,d) ist separabel. Genauer gilt:T edef= {τ ∈ T : H(τ) < ∞} = {τ ∈ T : τ ist endlich}ist abzählbar und liegt dicht in T.Beweis: (a) Es reicht offenbar der Nachweis der Dreiecksungleichung.τ,τ ′ ,τ ′′ ∈ T gilt aberFür beliebigesup{n : τ |n = τ ′′|n } ≥ sup{n : τ |n = τ ′ |n }∧sup{n : τ ′ |n = τ ′′|n }und folglichd(τ,τ ′′ ) ≤ d(τ,τ ′ ) ∨ d(τ ′ ,τ ′′ ) ≤ d(τ,τ ′ )+d(τ ′ ,τ ′′ ).Eine Metrik, welche die erste obige Ungleichung erfüllt, heißt übrigens Ultrametrik.def(b) Mit T n = {τ ∈ T : H(τ) =n} = {τ ∈ T : z n (τ) > 0,z n+1 (τ) =0} giltT e = ⋃ n≥0T n ,und da jedes T n offenbar abzählbar ist, gilt dasselbe für T e . Sei nun τ ∈ T. Für n ≥ 0 folgtdannd(τ,τ |n ) = e −n ,und da τ |n ∈ T e für jedes n ≥ 0, zeigt dies die Dichtheit von T e in T.♦1.<strong>3.</strong> Bemerkungen. (a) Der metrische Raum (T,d) ist vollständig. Da wir diesesErgebnis jedoch nicht benötigen, verzichten wir auf den Beweis (☞ Übung 1.1).(b) Für τ ∈ T und ε>0bezeichne B(τ,ε) def= {τ ′ ∈ T : d(τ,τ ′ ) 0}={B(τ,e −n ):τ ∈ T,n≥ 1 } = { [τ] n : τ ∈ T,n≥ 1 } ,wobei sich die zweite Gleichung vermöge der Äquivalenzketteergibt.τ ′ ∈ B(τ,e −k ) ⇔ sup{n : τ |n = τ ′ |n } >n ⇔ τ |n = τ ′ |n ⇔ τ ′ ∈ [τ] n