[家里蹲大学数学杂志]第432期Hardy type inequalities

简介: If $p>1$, $f\geq 0$, and $$\bex F(x)=\int_0^x f(t)\rd t, \eex$$ then $$\bee\label{Hardy:0 to x} \int_0^\infty \sex{\frac{F}{x}}^p\rd x \leq \sex{\frac{p}{p-1}}^p \int_0^\infty f^p\rd x.

If $p>1$, $f\geq 0$, and $$\bex F(x)=\int_0^x f(t)\rd t, \eex$$ then $$\bee\label{Hardy:0 to x} \int_0^\infty \sex{\frac{F}{x}}^p\rd x \leq \sex{\frac{p}{p-1}}^p \int_0^\infty f^p\rd x. \eee$$

Proof: $$\beex \bea \int_0^\infty \sex{\frac{F}{x}}^p\rd x &=\frac{1}{1-p} \int_0^\infty F^p \rd x^{1-p}\\ &=-\frac{1}{1-p}\int_0^\infty pF^{p-1} f\cdot x^{1-p}\rd x\\ &=\frac{p}{p-1}\int_0^\infty \sex{\frac{F}{x}}^{p-1}\cdot f\rd x\\ &\leq \frac{p}{p-1}\sex{\int_0^\infty \sex{\frac{F}{x}}^p\rd x}^\frac{p-1}{p} \sex{\int_0^\infty f^p\rd x}^\frac{1}{p}. \eea \eeex$$

 

If $p>1$, $f\geq 0$, and $$\bex F(x)=\int_x^\infty f(t)\rd t, \eex$$ then $$\bee\label{Hardy:x to infty} \int_0^\infty \sex{\frac{F}{x}}^p\rd x \leq \sex{\frac{p}{p-1}}^p \int_0^\infty f^p\rd x. \eee$$

Proof: $$\beex \bea \int_0^\infty \sex{\frac{F}{x}}^p\rd x &=\frac{1}{1-p} \int_0^\infty F^p \rd (x^{1-p})\\ &=-\frac{1}{1-p}\int_0^\infty pF^{p-1} f\cdot x^{1-p}\rd x\\ &=\frac{p}{p-1}\int_0^\infty \sex{\frac{F}{x}}^{p-1}\cdot f\rd x\\ &\leq \frac{p}{p-1}\sex{\int_0^\infty \sex{\frac{F}{x}}^p\rd x}^\frac{p-1}{p} \sex{\int_0^\infty f^p\rd x}^\frac{1}{p}. \eea \eeex$$

 

If $p>1$, $r\neq 1$, $f\geq 0$, and $$\bex F(x)=\sedd{\ba{ll} \int_0^x f(t)\rd t,&r>1,\\ \int_x^\infty f(t)\rd t,&r<1, \ea} \eex$$ then $$\bee\label{Hardy:general} \int_0^\infty x^{-r}F^p\rd x \leq \sex{\frac{p}{|r-1|}}^p \int_0^\infty x^{-r} (xf)^p\rd x. \eee$$

Proof: If $r>1$, then $$\beex \bea \int_0^\infty x^{-r}F^p\rd x&=\frac{1}{1-r}\int_0^\infty F^p\rd (x^{1-r})\\ &=-\frac{1}{1-r}\int_0^\infty pF^{p-1} f\cdot x^{1-r}\rd x\\ &=\frac{p}{r-1}\int_0^\infty (x^{-r}F^p)^\frac{p-1}{p} \cdot\sez{x^{-r}(xf)^p}^\frac{1}{p}\rd x\\ &\leq \frac{p}{r-1} \sex{\int_0^\infty x^{-r}F^p\rd x}^\frac{p-1}{p} \sex{\int_0^\infty (xf)^p\rd x}^\frac{1}{p}. \eea \eeex$$

 

 

Remark: All the Hardy type inequality requires the non-negativity of the function $f$, so that in the estimates above, the right-hand side could be absorbed into the left-hand side. 

 

目录
相关文章
家里蹲大学数学杂志按学校分类目录[2016年8月23日更新]
├─中南大学│      第3卷第81期_中南大学2011年数学分析考研试题参考解答│      第4卷第266期_中南大学2013年高等代数考研试题参考解答│      ├─中国人民大学│      第5卷第370期_中国人民大学2003年高等代数考研试题参考解答│      第5卷第371期_中...
1236 0
|
移动开发
[家里蹲大学数学杂志]第235期$L^p$ 调和函数恒为零
设 $u$ 是 $\bbR^n$ 上的调和函数, 且 $$\bex \sen{u}_{L^p}=\sex{\int_{\bbR^n}|u(y)|^p\rd y}^{1/p}
771 0
[家里蹲大学数学杂志]第253期实变函数讲义
[实变函数]1.1 集合的表示   [实变函数]1.2 集合的运算   [实变函数]1.3 对等与基数   [实变函数]1.4 可数集合   [实变函数]1.5 不可数集合   [实变函数]2.
955 0
[家里蹲大学数学杂志]第426期一个无理数的证明
试证: $\dps{\cos\frac{2\pi}{5}}$ 为无理数.   证明: 设 $$\bex z=e^{i\frac{2\pi}{5}}, \eex$$ 则 $$\beex \bea z^5&=e^{i2\pi}=1,\\ (z-1)(z^4+z^3+z^2+z+1)&=0,\\ z^4+z^3+z^2+z+1&=0,\\ z^2+z+1+z^{-1}+z^{-2}&=0.
609 0
|
Perl 关系型数据库 RDS
[家里蹲大学数学杂志]第418期南开大学2013年实变函数期末考试试题参考解答
  1. 设 $A$ 为非可数的实数集合. 证明: 存在整数 $n$ 使得 $A\cap [n,n+1]$ 为可数集. ($15'$)   证明: 用反证法. 若 $$\bex A\cap [n,n+1]\mbox{ 可数,}\quad \forall\ n\in\bbZ.
1148 0
|
机器学习/深度学习 Perl
[家里蹲大学数学杂志]第390期中国科学院大学2014-2015-1微积分期末考试试题参考解答
  1. ($5'$) 利用 $\ve-N$ 语言证明 $$\bex \vlm{n}\frac{2015\cdot 2^n+20\sin n}{n!}=0. \eex$$   证明: 对 $\forall\ \ve>0$, 取 $$\bex N=\sez{\frac{4050}{\ve}...
1110 0
|
机器学习/深度学习 存储 资源调度
[家里蹲大学数学杂志]第057期图像复原中的改进 TV 模型
$\bf 摘要$: 本文给出了王大凯等编的《图像处理中的偏微分方程方法》第 6.2 节的详细论述.   $\bf 关键词$: 图像复原; TV 模型; matlab 编程   1. 前言 图像在形成、传输和存储过程中中, 图像质量可能退化 (degradation).
1035 0
|
人工智能
家里蹲大学数学杂志期刊模式目录
张祖锦第1卷第1期华南理工大学2010年数学分析考研试题参考解答   张祖锦第1卷第2期华南理工大学2010年高等代数考研试题参考解答   张祖锦第1卷第3期华南理工大学2009年数学分析考研试题参考解答   张祖锦第1卷第4期华南理工大学2009年高等代数考研试题参考解答   张祖...
1598 0
|
机器学习/深度学习 Perl
[家里蹲大学数学杂志]第389期中国科学院大学2014-2015-1微积分期中考试试题参考解答
  1. 设 $A,B,C$ 都是集合 $M$ 的子集, 请证明: $$\bex (C\subset A)\wedge (C\subset B)\lra (C\subset A\cap B). \eex$$   证明: 显然成立.
1250 0
|
Perl
[家里蹲大学数学杂志]第267期实变函数总结性教程
1 可测函数   1.1可测函数与简单函数的关系 $$\beex \bea f\mbox{ 非负可测}&\ra \exists\ 0\leq \phi_k\nearrow f,\\ f\mbox{ 有界可测}&\ra \exists\ \phi_k\rightrightarrows f,\\ f\mbox{ 一般可测}&\ra \exists\ \phi_k\to f.
921 0

热门文章

最新文章