3°. При любом
величина
при
стремится к нулю.
Функцию Ф, удовлетворяющую этим условиям, для краткости будем называть положительным ядром.
Лемма. Если
есть положительное ядро,
— произвольная, абсолютно интегрируемая функция, для которой существует предел
то
Доказательство. Ввиду 2°,
вычитая это равенство почленно из (1), получим!
Задавшись произвольным числом
возьмем теперь
так, чтобы при
было
и разобьем предшествующий интеграл на сумму двух интегралов:
Для первого из них, принимая во внимание 1° и 2°, сразу получаем оценку:
и притом независимо от X. С другой стороны,
В силу
так что для значений X, достаточно близких к
будет
а вместе с этим и
что и требовалось доказать.
К сказанному сделаем еще такое дополнение. Предположим, что функция
кроме переменной t, зависит еще от одной переменной
но при постоянном х удовлетворяет прежним условиям. Тогда, если
равномерно ограничена при всех t и
и 2) стремление
осуществляется равномерно относительно х, то и интеграл
при
стремится к пределу
равномерно относительно х.
Действительно, в силу 2) число
, о котором была речь в предшествующем рассуждении, можно выбрать независимо от х. Далее, так как, в силу 1),
то неравенство (2) можно заменить таким:
где справа уже нет никакой зависимости х. Отсюда ясно, что для значений
, достаточно близких к
неравенство
с ним и неравенство
будет выполняться сразу для всех значений х, что требовалось доказать.