пространстве
Если
то для любого
существует такой индекс
что
В самом деле, для каждой точки х существует такой индекс
что
так как
полунепрерывна сверху, существует такая открытая окрестность
точки х, что из включения
следует неравенство
Множество
представляет собой открытое покрытие пространства
а значит, из него можно выбрать конечное покрытие
Поскольку семейство
фильтруется влево, существует функция
этого семейства, меньшая чем
для этой функции
неравенство
выполняется в каждой точке у.
Применение к одной теореме о переходе к пределу под знаком интеграла. Пусть
положительная мера на компактном пространстве
фильтрующееся влево семейство полунепрерывных сверху функций, причем
на
Тогда
Пусть сначала
и пусть дано
Согласно лемме, существует функция
для которой имеем
Отсюда
а значит,
так как
произвольно.
В общем случае положим
Очевидно, что
Пусть
существует конечная непрерывная функция
мажорирующая
и такая, что Семейство
положительных полунепрерывных сверху функций фильтруется влево, и его нижняя огибающая тождественно равна нулю. Следовательно,
Отсюда имеем а
то есть
Из последнего неравенства заключаем, что
Точно так же можно доказать, что если
— фильтрующееся вправо семейство полунепрерывных снизу функций, причем
на
то
Применение к гармоническим функциям. Пусть
фильтрующееся вправо семейство гармонических функций в некоторой области пространства
Верхняя огибающая этого семейства либо тождественно равна
либо локально ограничена (это вытекает из неравенств Гарнака). В последнем случае верхняя огибающая есть гармоническая функция; в самом деле, значение каждой функции
в некоторой точке равно среднему ее значений по объему шара с центром в этой точке, и это свойство характеризует гармонические функции. Согласно предыдущему результату, можно перейти к пределу под знаком интеграла, и, следовательно, свойство среднего сохраняется для огибающей. Отсюда вытекает, что верхняя огибающая есть функция непрерывная и гармоническая.
Можно также получить результат, найденный ранее при помощи топологической леммы Шоке (§ 2).