Convergenza in L^p
Salve a tutti!
Stamane avevo un esame di Istituzioni, ebbene, c'era questo esercizio, che proprio non sapevo come fare!
Sia $ (X,A,mu) $ uno spazio con misura e $ {f_k} $ una successione di funzioni misurabili tale che:
$ lim_(k->oo) int_X(e^(f_k^2)-1)dmu=0 $
Provare che $ f->0 $ in $ L^p $ per ogni $ p in [2,+oo) $
Poi chiedeva anche un esempio di spazio e di funzioni per cui valga il limite ma che non convergano in $ L^p $, ma questo è davvero troppo!
Io c'ho pensato per due ore, poi me ne sono andato via... Sapreste aiutarmi?
Stamane avevo un esame di Istituzioni, ebbene, c'era questo esercizio, che proprio non sapevo come fare!
Sia $ (X,A,mu) $ uno spazio con misura e $ {f_k} $ una successione di funzioni misurabili tale che:
$ lim_(k->oo) int_X(e^(f_k^2)-1)dmu=0 $
Provare che $ f->0 $ in $ L^p $ per ogni $ p in [2,+oo) $
Poi chiedeva anche un esempio di spazio e di funzioni per cui valga il limite ma che non convergano in $ L^p $, ma questo è davvero troppo!
Io c'ho pensato per due ore, poi me ne sono andato via... Sapreste aiutarmi?
Risposte
Giacché $e^y - 1 >= y$ , $\forall y \in RR$, \[ 0 \le ||f_k||_2^2 \; = \; \int_X f_k^2 d \mu \;\le\; \int_X ( e^{f_k^2} - 1 ) d \mu \to 0\]
segue che $f_k -> 0$ in $L^2$. Per provare che $f_k -> 0$ in $L^p$ con $p >= 2$ penso l'idea possa essere questa: essendo \[\mu \{ f_k > 1 \} = \mu \{ f_k^2 > 1 \} \le \int_X f_k^2 d \mu \to 0 \]
esiste un insieme di misura arbitrariamente piccola nel complementare del quale $f_k^p \le 1$ definitivamente.
Preso $p > 2$ vale $e^y - 1 >= y^p$, $\forall y \in [0,1]$ ...
segue che $f_k -> 0$ in $L^2$. Per provare che $f_k -> 0$ in $L^p$ con $p >= 2$ penso l'idea possa essere questa: essendo \[\mu \{ f_k > 1 \} = \mu \{ f_k^2 > 1 \} \le \int_X f_k^2 d \mu \to 0 \]
esiste un insieme di misura arbitrariamente piccola nel complementare del quale $f_k^p \le 1$ definitivamente.
Preso $p > 2$ vale $e^y - 1 >= y^p$, $\forall y \in [0,1]$ ...