Пространство : случай
[8/50%]Пусть , где . Мы знаем, что по результату о неравенстве, подобном Минковскому, данному ранее.
Имеем для любых .
Из (a) следует, что .
Если мы запишем для расстояния между и , то эта функция расстояния действительно является метрикой, если мы отождествляем функции, равные -п.в. на .
Запись для расстояния между и не задаёт метрику на .
Рассмотрим пространство и пусть . Обозначим через B борелевские подмножества , а через — меру Лебега, ограниченную на B. Мы покажем, что не существует нормы на такой, что вынуждало бы .
Предположим, что такая норма существует. Тогда найдётся такое, что для каждой .
Возьмём минимальное такое из (a).
Найдётся с .
Пусть и , так что . Тогда и . Используйте минимальность , чтобы получить , и выведите .
Заключите, что для каждой , и, следовательно, предположение в (a) приводит к противоречию.
Пусть , и пусть неотрицательна. Пусть , и .
.
.
.
Пусть , и пусть неотрицательна. Запишем .
, если .
Если , то при предположении , так что обязательно . Заключите, что даже если всё равно существует и равен , что даёт неравенство в (a).
убывает к при , следовательно, .
Проверьте неравенства
Заключите, что существует и равен . Если , это интерпретируется как .
Найдите условия равенства в неравенстве Гёльдера-подобного типа.
Неравенство Гёльдера-подобного типа: Пусть . Пусть неотрицательна, и пусть обозначает неотрицательную -измеримую функцию такую, что существует и . Тогда .
Найдите условия равенства в неравенстве Минковского-подобного типа.
Неравенство Минковского-подобного типа: Пусть , и пусть неотрицательны. Тогда и .
Для любых и имеем . Используйте это, чтобы дать доказательство неравенства Гёльдера-подобного типа, основанное на матанализе, аналогичное доказательству исходного неравенства Гёльдера.
Пусть для , где фиксировано. Для каждого имеем тогда и только тогда, когда [здесь мы используем тот факт, что ]. Следовательно, имеем для каждого , что даёт для каждого .
Обязательно ли выполняется теорема Рисса—Фишера в случае ?
Указание: обратите внимание на роль исходного неравенства Минковского в доказательстве теоремы Рисса—Фишера. При направление неравенства меняется на противоположное.