1. I f (x) ≡ ∫ f dP x é função H-mensurável <strong>de</strong> x ∈ M;2. I f (x) = E [f | H] (x) µ-quase certamente, isto é, para toda g : M → R H-mensurável elimitada,∫∫I f (x)g(x) dP(x) = f(y)g(y) dP(y).Note que, pelo primeiro exercício, segue que P (· | H) (x) = P x (·) é probabilida<strong>de</strong> condicionalregular.Prova: Precisar<strong>em</strong>os dos resultados e construções do Capítulo 3. Em particular, recor<strong>de</strong>-seda <strong>de</strong>finição <strong>de</strong> A(a) para a ∈ N ∗ .Definimosp x (a) ≡ E [ I A(a) | H ] (x).Exercício 5.2. Usando as regras da probabilida<strong>de</strong> condicional, mostre que existe um conjuntoE ∈ H <strong>de</strong> medida 1 tal que para todo x ∈ E, p x (a) ∈ [0, 1],∀a 1 , . . . , a n ∈ N, A(a 1 , . . . , a n ) = ∅ ⇒ p x (a 1 , . . . , a n ) = 0;1 = ∑ ip x (i)e∀a 1 , . . . , a N , ∑ jp x (a 1 , . . . , a N , j) = p x (a 1 , . . . , a N ).[Dica: cada p x (·) é H-mensurável, logo os eventos individuais <strong>de</strong>scritos acima estão <strong>em</strong> M.Prove que cada um <strong>de</strong>les t<strong>em</strong> prob. 1 e que há um número enumerável <strong>de</strong>les.]V<strong>em</strong>os assim que, fora <strong>de</strong> um conjunto <strong>de</strong> medida numa, a função-peso p x : N ∗ → [0, 1] éconsistente com as partições envolvidas. Logo se <strong>de</strong>finimosP n,x ≡ ∑a∈N n p x (a) δ w(a) ,então existe uma medida P x <strong>sobre</strong> (M, B) tal que P n,x ⇒ P x para cada x ∈ E. Como cadamapa x ↦→ P n,x ∈ P(M) é claramente H/B P -mensurável, o limite pontual x ∈ E ↦→ P xtambém o é; logo ∫ f dP x é função H-mensurável <strong>de</strong> x para cada f Lipschitz e limitada.Notamos agora que (exercício)∫∫f dP n,x = f n dP n,x ,on<strong>de</strong>f n = ∑a∈N n I A(a) f(w(a)).Veja que para todo x existe um A(a) tal que x ∈ A(a). Se f t<strong>em</strong> constante <strong>de</strong> Lipschitz L,vê-se que como d(x, w(a)) é menor que o diâmetro <strong>de</strong> A(a), |f(x) − f(w(a))| ≤ Lɛ n . Don<strong>de</strong>|f − f n | ≤ ɛ n . Mas agora note que, com probabilida<strong>de</strong> 1 (exercício),E [f n | H] (x) = ∑E [ I A(a) | G ] (x)f(w(a)) = ∑p x (a)f(w(a)),a∈N n a∈N n24
o que é igual a ∫ f n dP n,x , que é igual a ∫ f dP n,x e converge para ∫ f dP x . Por outro lado,asproprieda<strong>de</strong>s <strong>de</strong> esperança condicional implicam que, também com probabilida<strong>de</strong> 1,|E [f | G] − E [f n | H] (x)| ≤ E [|f − f n | | G] ≤ ɛ n → 0.Logo com probabilida<strong>de</strong> 1✷∫E [f | G] =f dP x .5.3 Esperanças condicionais com relação a v.a.sPo<strong>de</strong>mos olhar para E [Z | H] = E [Z | X] ou P (A | H) = P (A | X) no caso <strong>em</strong> que H =σ(X) para alguma v.a. X : M → N, on<strong>de</strong> N é algum outro espaço polonês.Se P é um terceiro espaço polonês (com σ-álgebra <strong>de</strong> Borel U), é um fato que todaW : M → P que é σ(X)/U mensurável po<strong>de</strong> ser escrita como f(X), on<strong>de</strong> f : N → P émensurável. Segue que neste caso, se Z : M → R é v.a., existe uma função mensurávelf Z (t) ≡ E [Z | X = t] (t ∈ N) tal que E [Z | X] = f Z (X). Do mesmo modo, para cada A ∈ Fexiste um mapa mensurável g A : N → P(M) escrito como g A (t) = P (A | X = t) tal queg A (X) = P (A | X).25