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$L_p$ inclusión espacial para la integral de Riemann-Stieltjes

La integral aquí se define en el sentido de Riemann-Stieltjes, el intervalo $[a,b]$ contiene $\psi$ y el apoyo de $\alpha<1$ . $X$ es $\alpha$ -Hölder continuo.

\begin{align*} \left|\int_a^b \psi(v)\mathrm{d}X(v)\right|&\leq \|\psi\|_{\infty}\lim\limits_{\left|\mathcal{P}\subseteq{[a,b]}\right|\to 0}\sum\limits_{i=0}^{n-1}\left|X(v_{i+1})-X(v_i)\right|\\ &\leq \|\psi\|_{\infty}\mu([a,b])^{1-\frac{1}{\alpha}}\lim\limits_{\left|\mathcal{P}\subseteq [a,b]\right|\to 0}\left(\sum\limits_{i=0}^{n-1}\left|X(v_{i+1})-X(v_i)\right|^{\frac{1}{\alpha}}\right)^{\alpha}, \end{align*}

donde $\mu$ es la medida estándar de Lebesgue. ¿He utilizado correctamente el resultado de que, para $1\leq p<q\leq\infty$ , donde $A$ es un espacio de medida finita y $f$ es medible (con medida $\mu$ ), tenemos $$\|f\|_p\leq \mu(A)^{\frac{1}{p}-\frac{1}{q}}\|f\|_q$$ ?

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user36150 Puntos 8

Por lo que entiendo, usted afirma que

$$\sum_{i=0}^n |a_i| \leq c\left( \sum_{i=0}^n |a_i|^{1/\alpha} \right)^{\alpha} \tag{1}$$

para alguna constante absoluta $c=c(\alpha)$ y $\alpha \in (0,1)$ . Si elegimos $a_i := 1$ para todos $i=0,\ldots,n$ Esto implicaría

$$n = \sum_{i=0}^n |a_i| \leq c \left( \sum_{i=0}^n |a_i|^{1/\alpha} \right)^{\alpha} = c n^{\alpha};$$

por lo tanto,

$$c \geq n^{1-\alpha} \xrightarrow[]{n \to \infty} \infty.$$

Esto demuestra que no puede existir una constante $c=c(\alpha)$ tal que $(1)$ es válida para cualquier secuencia $(a_i)_{i=0,\ldots,n} \subseteq \mathbb{R}$ , $n \in \mathbb{N}$ .

Esto, a su vez, significa que tu razonamiento no funciona ya que la tercera " $\leq$ " no es cierto.

Observación: La razón por la que $(1)$ no es cierto es que $n$ puede llegar a ser arbitrariamente grande. De hecho, la desigualdad de Jensen muestra que existe una constante $c=c(\alpha,n)$ tal que

$$\sum_{i=0}^n |a_i| \leq c \left( \sum_{i=0}^n |a_i|^{1/\alpha} \right)^{\alpha}$$

para cualquier $(a_i)_{i=0,\ldots,n}$ . Como muestra el ejemplo de la primera parte de mi respuesta, la constante $c=c(n,\alpha)$ explota si dejamos que $n \to \infty$ .

Ejemplo Considere $[a,b] := [0,1]$ y el proceso determinista $X_t := t$ . Si establecemos $t_i := i/n$ por el hecho de ser fijo $n \in \mathbb{N}$ entonces

$$X_b-X_a = 1 = \sum_{i=0}^n (X_{t_{i+1}}-X_{t_i})$$ y

$$\left( \sum_{i=0}^n |X_{t_{i+1}}-X_{t_i}|^{1/\alpha} \right)^{\alpha} = n^{\alpha-1} \xrightarrow[]{n \to \infty} 0$$

y por lo tanto no puede existir una constante $c>0$ tal que

$$\left| \int_a^b dX_t \right| = |X_b-X_a| \leq c \left( \sum_{i=0}^n |X_{t_{i+1}}-X_{t_i}|^{1/\alpha} \right)^{\alpha}$$

para todos $n \in \mathbb{N}$ . Por lo tanto, incluso en este escenario tan simple, no podemos esperar que podamos limitar $\left\|\int_a^b \psi(t) \, dX_t \right\|_{\infty}$ por el $1/\alpha$ -variación de $(X_t)_t$ .

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Hamza Puntos 1320

Si entiendo bien su último comentario, le daré una respuesta utilizando la propiedad básica de la integral de Riemann-Stieltjes: \begin{eqnarray} \left|\int_{a}^{b} \varphi(t) dX_t(t) \right|&=& \left|\int_{a}^{b} X_t(t) d\varphi(t) \right| \rm{ because }\, \varphi \,\rm{ vanish\, in } \, a \, \rm{ and }\, b.\\ &\leq & \int_{a}^{b}\left| X_t(t)\right| |d\varphi(t)|\\ &\leq& c \left( \int_{a}^{b}\left| X_t(t)\right|^{1/\alpha} |d\varphi(t)| \right)^\alpha \end{eqnarray} Donde $c=\left(\int_a^b |d\varphi(t)|\right)^{1-\alpha}$

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