Условие 3) поставлено нечетко. Что такое

? Если это некоторое заданное множество, отличное от

, то ответ отрицательный, поскольку в отдельных точках, не принадлежащих

, значения функции можно задавать произвольным образом. Если же условие 3) соблюдается для произвольного выпуклого

, то проще сразу писать "для любых

". В этом случае ответ положительный. Докажем от противного: пусть

,

, тогда существуют точки

, в которых

(иначе функция не была бы интегрируемой на прямой), и в точках

неравенство условия 3) нарушается.