У математичному аналізі лема Брезіса — Ліба є основним результатом в теорії міри. Вона названа на честь та Елліота Ліба, які довели її в 1983 році. Лему можна розглядати за певних умов як покращення леми Фату до рівності. Вона була корисна при дослідженні багатьох варіаційних проблем.

Лема та її доведення

Твердження леми Нехай  — простір із мірою, а  — послідовність вимірних комплекснозначних функцій на , які майже скрізь збігаються до функції . Гранична функція  — вимірна автоматично. Лема Брезіса — Ліба стверджує, що якщо  — додатне число, то

за умови, що послідовність є рівномірно обмеженою у просторі . Суттєвим наслідком, який посилює лему Фату у застосуванні до послідовності , є рівність

що випливає з нерівності трикутника. Цей наслідок часто приймають як твердження леми, хоча він не має більш прямого доведення.

Доведення Доведення базується на нерівностях

Наслідком є те, що , яке майже скрізь збігається до нуля, обмежується зверху інтегровною функцією, незалежно від . Спостерігаємо, що

а застосування теореми Лебега про мажоровану збіжність до першого члена з правої частини показує, що

Обмеженість супремуму в правій частині при довільному показує, що ліва частина повинна бути нульовою.

Див. також

Теорія міри Простір із мірою Лема Фату Теорема Лебега про мажоровану збіжність Варіаційне числення

Примітки

Джерела