我不知道结果的引用。但这句话很简单,只需在这里给出一个证明。
首先,观察到$f$必然是凸的(取$f_i(tx+(1-t)y)\leq-tf_i。这意味着$f$达到了它的下确界[Roc,第27节]:存在$x_0$,因此所有$x\in\mathbb{R}$都有$f(x_0)\leqf(x)$。
我们现在用矛盾来证明这一主张。假设$\inf f_i\not\to\inf f$。那么$\limsup_i\inf_{\mathbb{R}}f_i>\inf f$或$\liminf_i\inf_{mathbb}f_i<\inf f$中的至少一个是真的,我们称之为情况1和2。
情形1:在获得子序列$f_{i'}$之后,我们发现存在一个固定常数$\epsilon$,即$f_}i'}(x)>\inf_{\mathbb{R}}f_{i'}>\inf f+\epsilen$。这与$f_{i'}(x_0)到f(x_0)=\inf f$相矛盾。
情形2:在获得子序列$f_{i'}$之后,我们发现存在一个固定常数$\epsilon$,即$\inf_{mathbb{R}}f_{i'}<\inff-\epsilen$。根据定义,存在$x_{i'}$,这样$f_{i'}(x_{i’})\leq\inf f_{i'}+\epsilon/2$。现在,如果$x{i'}$累积到$x{\infty}$,那么$f(x{\infty})\leq\inf f_{i'{+\epsilon/2<\inf f$是一个矛盾。所以$x_{i'}$不能累加,所以每个闭合区间只能有有限多个。在不损失一般性的情况下,我们可以假设子序列$x_{i''}\to+\infty$。通过凸性$f_{i''}|_{[x_0,x_{i'}]}\leq\inf f$,因此逐点收敛意味着$f|_{[x_0、\infty)}=f(x_0)$。这与$f$的非单调性相矛盾。
Rockafeller公司,凸分析
注意,我假设非单调性意味着非弱单调性。如果非单调性允许函数是弱单调的,但不是强单调的,那么该语句是错误的:如果需要$\inf f_n>-\infty$,如果$x<0$,可以让$f(x)=0$;如果$x\geq 0$,则可以让$f(x)=x$。并通过定义$f_n$
$$f_n(x)=\开始{案例}-1&x<-n\\x/n&-n\leq x<0\\x&0\leqx\end{cases}$$