证明题(2022年武汉大学

已知u是Ω=[0,1]×[0,1]×[0,1]上的正值连续函数,Ip(u)=(∭Ωupdxdydz)1/p

证明:Ip(u)=

答案解析

对Ip (u)作恒等变换:Ip (u)=(∭Ωup dxdydz)1/p=下面考虑1/p ln⁡(∭Ωup dxdydz)的极限.一般地,对于lnx,有(lnx)'=1/x,(lnx)''=-1/x2 <0,将lnx在x0处展开:lnx=lnx0+1/x0 (x-x0 )-1/(2!ξ2 ) (x-x0 )2,ξ介于x与x0之间,故:lnx≤lnx0+1/x0 (x-x0) ①记x=up,x0=∭Ωup dxdydz,代入①式得:lnup≤lnx0+1/x0 (up-x0),两边同时积分得:∭Ωlnup dxdydz≤ln⁡(∭Ωup dxdydz)+1/x0 (∭Ωup dxdydz-∭Ωup dxdydz...

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