04Lp空间——Lp空间与范数

Lingfeng2024-06-11

04Lp空间——Lp空间与范数

定理1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, , , , 则

证明
, 注意到

因此.

, 由, , 故存在, , 使得

显然
故证毕.


引理, 则


Young不等式, , , , 且, 则

取等当且仅当.

证明
先证明更广义的的Young不等式单增, , , 有

取等当且仅当.

这是因为

因此
故令, 由, 有
因此


Holder不等式互为共轭指标, 则

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, 则

证明
由Holder不等式, 有


广义Minkowski不等式上可测, 若, , 且, 则


证明
首先注意到, 当时, 由Fubini定理显然
因此


Jenson不等式为凸函数, 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, , 则

证明
, 显然是凸函数, 则

故证毕.

Last Updated 12/14/2025, 2:00:14 AM