Лема Гро́нуолла — Бе́ллмана — лема про інтегральні (диференціальні) нерівності Беллман Р., Теория устойчивости решений диференциальных уравнений, ИЛ, 1954 Bihari J., A genralizatial of differential equations, Acta math. Acad. Scient. Hung. VII, 1 (1956), 81-94. Використовується для встановлення різноманітних оцінок в теорії звичайних диференціальних рівнянь та стохастичних диференціальних рівнянь. Зокрема, вона використовується при доведені єдиності розв'язку задачі Коші для звичайного диференціального рівняння.

Формулювання В інтегральній формі.

Нехай

причому при виконується нерівність:

де — деяка додатна константа. Тоді для довільного виконується оцінка

В диференціальні формі.

Нехай

причому при виконується нерівність:

Тоді для довільного виконується оцінка

Зауваження. В цьому випадку немає жодних припущень на знак функцій , але вимагається диференційовність функції .

Доведення Із нерівності (1) отримуємо

та

Оскільки

то, інтегруючи нерівність (3) в межах від до , матимемо

Звідси, використовуючи нерівність (1), отримуємо

що й треба було довести.

Примітки

Джерела Демидович Б. П. Лекции по математической теории устойчивости. М.: «Наука», 1967.