作者znmkhxrw (QQ)
看板Math
标题Re: [分析] Sf(x)x^n = 0 得到f=0 a.e.
时间Sun Oct 17 21:19:49 2021
不好意思对L^∞不熟, 大致上梳理一下脉络
※ 引述《LimSinE (r=e^theta)》之铭言:
: 标题: Re: [分析] Sf(x)x^n = 0 得到f=0 a.e.
: 时间: Sun Oct 17 10:53:12 2021
:
: 无论f 是连续函数还是L^1函数,可以用同一套方法来证明。
: 关键在於,不是用多项式逼近f,而是和f搭配的g函数(如下Step 1.)。
:
: Step 1:积分 f(x) g(x) dx = 0 for all continous g.
:
: 由Weierstrass逼近定理,取多项式 Pn → g uniformly (i.e., in L^inf)
:
: 由於f最差是L^1,故积分 f(x)Pn(x) dx → 积分 f(x)g(x)dx (Holder ineq)
(1) Step 1是不是在证明: if ∫_{x=a~b} f(x) x^n dx = 0 for all n>=0
then ∫_{x=a~b} f(x) g(x) dx = 0 for all continous g
(2) 你注明的" (i.e., in L^inf) "是否是:
If f is continuous on [a,b]
Then |f|_∞ in sup-norm sense = |f|_∞ in L^∞ sense
(因为没推导过高维sup-norm与实变L^∞的异同, 所以这边确认一下)
(3) 你注明的" (Holder ineq) "是否是:
|∫_{x=a~b} f(x)Pn(x) dx - ∫_{x=a~b} f(x)g(x) dx|
<= |∫_{x=a~b} f(x)(Pn(x)-g(x)) dx|
<= ∫_{x=a~b} |f(x)(Pn(x)-g(x))| dx
<= (∫_{x=a~b} |f(x)|dx) * |Pn-g|_∞ (Holder 用在这)
然後n→∞立得所求
:
: Step 2:考虑Friedich mollifier
: 取 h(x)= max(1-|x|,0) 则
: h 为continuous function of compact support (这边不需要smooth)
: h >= 0
: 积分 h(x) dx = 1
:
: 对於eps>0,
: f_eps(x) = 积分 f(y) h((x-y)/eps)/eps dy
:
: 由Step1知 f_eps(x)=0 for all x, eps
:
: Step 3:想办法用f_eps逼近f
:
: 这时巧妙各有不同
:
: Case 1. f 连续,高等微积分程度:
: 利用(第二)积分均值定理,固定f的连续点x0,对於eps够小
:
: 0 = f_eps(x0) = 积分(x0-eps, x0+eps) f(y) h((x-y)/eps)/eps dy = f(x0*)
: for some x0* in x0-eps, x0+eps。
:
: 得一组点列→x0,且f取值为0,由连续性得f(x0)=0。
:
: 这个方法,是对於f的每个连续点都证出f(x0)=0,考虑到Riemann可积分函数
: 是连续a.e.,那其实也已经证明到Riemann可积函数了。
:
: Case 2.f 是L^1,实分析程度
:
: Method 1. 引用Friedich mollifier的性质:当F属於L^p时,则F_eps → F in L^p
:
: 在本题中 f_eps → f in L^1,f=0 a.e.
(1) 好奇问一下, 这个Friedich mollifier是不是Zygmund Lemma(7.3)的另一种证明
原Lemma是证明先证明特徵函数有这性质, 然後其线性组合也有, 然後堆叠上去
L大的证明是直接把这个函数找出来?
=============这区块经c大提醒忽略, 原本就没有========================
(2) 这里不理解为什麽:
If f_eps → f in L^1
Then f*f_eps → f*f in L^1
我之前需要f有界就是为了把f提出来, 还是不是这个逻辑呢?
====================================================================
:
: Method 2. 可以用一个更厉害的,Lebesgue 微分定理:
:
: 若 F in L^1,则
: 积分(B(x,eps)) |F(y)-F(x)| dy / |B(x,eps)| → 0 a.e. as eps→0+
:
: (这些点称为Lebesgue point)
:
: 从这里也可以推出f=0 a.e.,而且可发现正是Lebesgue point取代Case 1.中连续点的角色。
:
: ※ 引述《znmkhxrw (QQ)》之铭言:
: : 在高微证过当f€C[a,b]时, 如果有
: : b
: : ∫f(x)x^n = 0 for all n>=0 (黎曼积分)
: : a
: : 那就有f处处为0
: : 今天的问题是假设没有连续性, 如果一样假设
: : b
: : ∫f(x)x^n = 0 for all n>=0 (Lebesgue积分)
: : a
: : 是否能推出f = 0 almost everywhere
: : ==========================================
: : 我目前是要假设f在[a,b]有界就可以证出来了
: : (利用一串连续函数逼近L^1函数, 再用Weierstrass多项式逼近到那些连续函数
: : 只是最後统合的过程必须把|f(x)|提出来, 所以需要有界)
: : 因此想知道是否原题有反例还是有原题成立的证明
: : 谢谢!
:
: --
: 中 最 连 紧 闭 开
: 值 大 通 致 集 集
: 在 最 到 映 返 返
: 中 小 连 紧 闭 开
: 间 值 通 致 集 集
: 。 , 。 , ; ,
:
: --
:
※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc), 来自: 219.85.1.57 (台湾)
: ※ 文章网址: https://webptt.com/cn.aspx?n=bbs/Math/M.1634439220.A.563.html
谢谢回答~
--
※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc), 来自: 59.102.225.191 (台湾)
※ 文章网址: https://webptt.com/cn.aspx?n=bbs/Math/M.1634476791.A.F19.html
1F:推 chy1010 : f_eps -> f 就好了, 没有提到 f*f_eps -> f*f 10/18 02:01
2F:推 chy1010 : 他挑 mollifier 感觉是想省事, 希望直接用 fn -> f 10/18 02:08
恩恩~我漏看了, 修改一下, 谢谢!
※ 编辑: znmkhxrw (59.102.225.191 台湾), 10/18/2021 03:17:46