Inégalité sur $L^p$

Bonjour à tous. Ma question peut paraître bizarre, mais j'ai un problème pour répondre à une question donnée dans la série d'exercices donnée par le prof. En effet, on considère une $\sigma$-algèbre dénombrablement engendrée par les sous ensembles d'un ensemble $S$. On considère l'espace des mesures $\sigma$-finie (non nécessairement positives) de norme finie où la norme est donnée comme suit : $\|\mu\|_{q}=(\int_{S} |\dfrac{d\mu}{d\nu}|^{q}d\nu)^{1/q}$, où $\nu$ est une mesure de probabilité sur $S$ avec $1<q<+\infty$. L'espace dual de cet espace de mesure peut être identifié à l'espace des fonctions muni de la norme habituelle $\|f\|_{p}=(\int_{E} |f|^pd\mu)^{1/p}$ avec $1/p+1/q =1$. On définit l'espace des opérateurs $K$ de norme induite par celle de l'espace de mesures précédent qui agit à gauche sur cet espace de mesure et à droite sur celui des fonctions par les opérations habituelles $Kf(x)=\int_{S}K(x,dy)f(y)$ et $\mu K (A)=\int_{S}K(x,A)d\mu$. Il nous donne les inégalités suivantes :

1) $|Kf(x)|\le \|K\|_{q}\|f\|_{p}$
2) $\|Kf\|_{p}\le \|K\|_{q}\|f\|_{p}$
3) $ \|Kf\|_{p}\le \|K\|_{r}\|f\|_{p}$, pour tout $r$, avec $1/r+1/p=1$
4) $|\mu f|\le \|\mu\|_{q}\|f\|_{p}$
5) $\|\mu K\|_{q}\le \|K\|_{r}\|\mu\|_{q}$, pour tout $r$, avec $1/r+1/q=1$
6) $ \|\mu K\|_{q}\le \|K\|_{p}\|\mu\|_{q} $

La question est de donner les inégalités vraies en les démontrant. Si aucune d'elles n'est vraie, alors il nous demande de corriger les inégalités donnant $\|\mu K\|_{q}$ et $\|Kf\|_{p}$ en les démontrant. La questions paraît simple, mais je n'arrive guère à trouver la réponse. La seule qui est facile c'est l'inégalité 4 car elle découle de l'inégalité de Hölder.

Une autre question que je me pose et n'est pas posée dans le problème est la suivante : sachant exactement l'expression de la norme d'une mesure et d'une fonction pour les normes $\|\cdot\|_{q}$ et $\|\cdot\|_{p}$ respectivement, peut-on déterminer explicitement la norme de l'opérateur $K$ ?

Merci d'avance pour vos réponses et tout l'effort que vous mettez pour y répondre. C'est vraiment très aimable car j'ai trouvé sur plusieurs sections de ce forum des réponses à mes questions.

Réponses

  • Bonjour,

    Dans $Kf(x)=\int_{S}K(x,dy)f(x)$ il n'y a pas à la fin $d\mu$ , est-ce que vous validez?
  • Bonjour math78. Oui je valide qu'il n'y pas de $d\mu$.
  • Bonjour
    Je ne sais pas si cela peut vous aider mais je trouve que cet exo ressemble à une variante de l'opérateur de Volterra.
  • Bonjour math78. Je ne pense pas car l'opérateur de Volterra agit seulement sur l'espace des fonctions à support compact et non sur des mesures. De plus, il n'a pas de noyau. Merci beaucoup, quand même, pour ta réponse.

    S'il vous plaît si quelqu’un a une suggestion ou juste me donner les bonnes inégalités et j'essaierai alors moi-même de les démontrer.
    Merci à l'avance.
    Zenon.
  • Bonjour,

    Je vois. Que représente A?
  • Bonjour math78,

    $A$ est un élément de la $\sigma$-algèbre dénombrablement engendrée de l'ensemble $S$. En d'autres termes, $K(., A)$ est une fonction $\sigma$-mesurable et $K(x,.)$ est une mesure sur la $\sigma$ algèbre.

    Merci et bonne journée.
  • Heu, pas tres clair cet exercice, car $\|\mu\|_q$ est defini uniquement par sa partie absolument continue par rapport a $\nu$, ce qui fait que si $\mu$ est singuliere non nulle par rapport a $\nu$ alors na norme est nulle sans que $\mu$ soit nulle, ce qui est mal vu pour une norme.



    Il y a peut etre une explication avec cette definition entortillee d'une sigma algebre 'denombrablement engendree par les parties de $S$. Qu'est ce que ca veut dire? La famille des parties de $S$ est deja une sigma algebre, Allons admettons charitablement que l'apparition du mot denombrable signifie que la sigma algebre est engendree par une famille denombrable de parties de $S$ . Dans ce cas c'est dire de facon pretentieuse qu'il existe une partition finie ou denombrable $(S_i)_{i\in I}$ telle que tout element de la sigma algebre est de la forme $A_T=\cap_{i\in T}S_i$ avec $T$ partie quelconque de $I$. En d'autre termes, l'ensemble est isomorphe soit a $\{0,\ldots,N\}$ soit aux entiers $\geq 0$ Et ces histoires de mesures et de fonctions sont de bamales histoires de suites et toutes les integrales sont des sommes. Ah, une difficulte encore, l'objection sur les mesures singulieres demeure si on ne precise pas que $\nu(S_i)>0$ pour tout $i$




    L'auteur de l'exo aurait mieux fait d'oublier ces histoires de denombrabilite, et de dire soit $(S,\nu)$ un espace de probabilite et de considerer les espaces $A=L_q(\nu)$ (les $'\mu$')et $B=L_p(\nu)$ les $ 'f'$.
  • Bonjour P.

    En effet, la mesure $\mu$ est absolument continue par rapport à $\nu$ et le problème est donné effectivement sur un espace probabilisé et on suppose que les mesure considérées appartiennent à $L^q(\nu)$ et les fonction à l'espace $L^p(\nu)$. J'ai ommis ces détails et vous avez raison de préciser cela. Le problème que j'ai, ce que je n'arrive pas à voir quelles sont les inégalités vraies ou celles qui sont vraies et non données dans le liste.

    Merci beaucoup pour toute réponse de votre part ou de la part de n'importe quel intervenant.
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