7.3 Fatou 引理
这一节单独来介绍一下 Fatou 引理 (Fatous Lemma)。
Theorem 7.8 设 是非负可测函数,那么
证:令 , 则 也是非负; 由 Proposition 5.8, 也是可测的; 且 。 , 故 。
于是我们有: (式 7.2)。我们对不等式两边同时取极限,并运用 Theorem 7.1 得: , 证毕。
Fatou 引理的一个典型运用场景如下:设我们有 且 。那么首先我们有 。然后根据 Fatou 引理得:
注:我们可以在非负可测函数上做一些拓展。比如若 是非正可测函数,那么 就是非负可测函数,则
再比如,若 是一般的可测实值函数, 是可积函数,且 a.e.,那么最后,给一个例子。令 , 则 。这里 Fatou 引理就不成立了,因为需要的前提条件不满足。
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