04Lp空间——Lp空间与范数
04Lp空间——Lp空间与范数
定理1 当时, 有
证明
一方面, 对于任意, 显然不是的本性上界, 因此令显然有. 此时因此再令, 故另一方面, 显然有因此因此有
定理2 若, , , , 则
证明
若, 注意到故因此.
若, 由, , 故存在, , 使得显然故证毕.
引理 设, 则
Young不等式 若, , , , 且, 则取等当且仅当.
证明
先证明更广义的的Young不等式 设单增, , , 有取等当且仅当.
这是因为因此故令, 由, 有因此
Holder不等式 设与互为共轭指标, 则即取等当且仅当
证明
只需设此时由Young不等式, 有两边取积分即得故证毕.
Minkowski不等式 若, 则
证明
由Holder不等式, 有故
广义Minkowski不等式 设在上可测, 若, , 且, 则
证明
首先注意到, 当时, 由Fubini定理显然因此故
Jenson不等式 若为凸函数, 则
证明
由积分中值定理, 存在, 使得由凸函数定义, 有两边取积分得到因此
推论1 在设为随机变量, 有.
证明
这是因为显然
推论2 若, , 则
证明
取, 显然是凸函数, 则故证毕.