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Límite inferior para el de Hardy-Littlewood máxima función implica que no es integrable

Estoy trabajando en el siguiente problema de Stein y Shakarchi:

Deje $f$ ser una parte integral de la función en $\mathbb{R}^d$ tal que $\|f\|_{L^1} = 1$ y deje $f^*$ por la de Hardy-Littlewood máximo de la función correspondiente de $f$.

  • Probar que si $f$ es integrable en a $\mathbb{R}^d$, e $f$ no es idénticamente cero, $f^*(x) \geq c/|x|^d $ algunos $c > 0$ y todos los $|x| > 1$.
  • A la conclusión de que $f^*$ no es integrable en a $\mathbb{R}^d$.
  • A continuación, muestran que el débil tipo de estimación $m(\{x:f^*(x) > \alpha \}) \geq c/\alpha$ todos los $\alpha > 0$ siempre $\int|f| = 1$, es el mejor posible en el siguiente sentido: si $f$ es compatible con la unidad de pelota con $\int|f| = 1$, $m(\{x:f^*(x) > \alpha \}) \geq c'/\alpha$ algunos $c' > 0$ y todos lo suficientemente pequeño $\alpha$.

[Sugerencia: Para la primera parte, utilizar el hecho de que $\int_B|f| > 0$ para algunos balón $B$.]

No estoy realmente seguro de por dónde empezar con este. Cualquier ayuda sería muy apreciada.

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anonymous Puntos 2152

Wlog, tome $f$ no negativo. Desde $f \neq 0$, encontramos una $R > 0$ lo suficientemente grande como para que $\int_{B(0;R)} f > 0$. Arreglar cualquier $x \in \mathbb{R}^d$, y tome $S$ lo suficientemente grande como para que $B(0;R) \subset B(x;S)$ (es decir $S = R + |x|$). Por lo $f^*(x) \ge \frac{c}{S^d} \int_{B(x;s)} f \ge \frac{c}{(R+|x|)^d} \int_{B(0;R)} f$ donde $c^{-1}$ es el volumen de la unidad de la bola en $\mathbb{R}^d$. Debe ser fácil para obtener la última parte de la estimación de aquí.

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