Лекции по функциональному анализу - Константинов (1187976), страница 62
Текст из файла (страница 62)
áᬮâਬ¯®¤¯à®áâà á⢮ E = A∗ CL2 [0, 1] ⊂ Im A∗ . ª ª ª á¯à ¢¥¤«¨¢®à ¢¥á⢮½E=¯¾¯ z | ¥¯à¥à뢮 ¤¨ää¥à¥æ¨à㥬 ¯z ∈ CL2 [0, 1] ¯, ®â१ª¥ [0, 1] ¨ z(1) = 0â® ®ç¥¢¨¤®, çâ® ¯®¤¯à®áâà á⢮ E ¢áî¤ã ¯«®â® ¢ L2 [0, 1]. «¥¤®¢ ⥫ì®, E ⊥ = {0}. ®£¤ ¯®«ãç ¥¬ {0} ⊂ (Im A∗ )⊥ ⊂ E ⊥ ³= {0}´.®í⮬ã Ker A = {0}, â. ¥. x = 0 ¢ L2 [0, 1]. ª¨¬ ®¡à §®¬, Ker A∗ Aâਢ¨ «ì® ¢ L2 [0, 1], ¨ ¯®í⮬㠮«ì ¥ ¯à¨ ¤«¥¦¨â â®ç¥ç®¬ãᯥªâàã ®¯¥à â®à A∗ A.368 ¥ ® à ¥ ¬ 5.9.2 (¨«ì¡¥àâ, ¬¨¤â). ãáâì A | ¥âਢ¨ «ìë© ª®¬¯ ªâë© á ¬®á®¯àï¦ñë© ®¯¥à â®à. ®£¤ ¢ § ¬ªã⮬¯®¤¯à®áâà á⢥ (Ker A)⊥ áãé¥áâ¢ã¥â ¥ ¡®«¥¥ 祬 áçñâ ï ®à⮣® «ì ï ¯®« ï á¨á⥬ ¨§ ᮡá⢥ëå ¢¥ªâ®à®¢ ®¯¥à â®à A, â.
¥.áãé¥áâ¢ã¥â ¥ ¡®«¥¥ 祬 áçñ⮥ ¬®¦¥á⢮ E ⊂ (Ker A)⊥ , á®áâ®ï饥 ¨§ ¯®¯ à® ®à⮣® «ìëå ᮡá⢥ëå ¢¥ªâ®à®¢ ®¯¥à â®à A,â ª®¥, çâ® á¯à ¢¥¤«¨¢® à ¢¥á⢮ [ Lin E ] = (Ker A)⊥ . ® ª § â ¥ « ì á â ¢ ®. ª ª ª ®¯¥à â®à A ¥âਢ¨ «¥, â® ¨¬¥¥¬ ¥à ¢¥á⢮ kAk > 0. ª ª ª ¯® ᢮©áâ¢ã 4 ã⢥ত¥¨ï 5.9.1¨¬¥¥¬ r(A) = kAk > 0, â® áãé¥áâ¢ã¥â ¥âਢ¨ «ì®¥ ç¨á«® λ ∈ σ(A).® ⥮६¥ 5.8.1 ç¨á«® λ ï¥âáï ᮡáâ¢¥ë¬ ç¨á«®¬ ª®¬¯ ªâ®£®®¯¥à â®à A. ® ⮩ ¦¥ ⥮६¥ 5.8.1 â®ç¥çë© á¯¥ªâà ª®¬¯ ªâ®£® ®¯¥à â®à A ¥ ¡®«¥¥ 祬 áçñâ¥.
ᨫã ã⢥ত¥¨ï 5.8.7 ¤«ï«î¡®£® ¥âਢ¨ «ì®£® ç¨á« λ ∈ σp (A)\{0} ï¤à® Ker Aλ ª®¥ç®¬¥à®, â. ¥. Nλ = dim Ker Aλ ∈ N, ¢ Ker Aλ áãé¥áâ¢ã¥â ®à⮣® «ìë© ¡ §¨á {xm (λ)}Nm=1 ¨§ ᮡá⢥ëå ¢¥ªâ®à®¢ ®¯¥à â®à A,ᮮ⢥âáâ¢ãîé¨å ç¨á«ã λ. ᨫ㠯ãªâ 3 ã⢥ত¥¨ï 5.9.1 ᮡáâ¢¥ë¥ ¢¥ªâ®àë á ¬®á®¯àï¦ñ®£® ®¯¥à â®à A, ᮮ⢥âáâ¢ãîé¨¥à §«¨çë¬ á®¡áâ¢¥ë¬ § 票ï¬, ®à⮣® «ìë. ª¨¬ ®¡à §®¬,¬®¦¥á⢮λnE=¯o¯xm (λ) ¯ m ∈ 1, Nλ , λ ∈ σp (A)\{0}¥ ¯ãáâ®, ¥ ¡®«¥¥ 祬 áçñâ®, ¨ á®á⮨⠨§ ¯®¯ à® ®à⮣® «ìëåᮡá⢥ëå ¢¥ªâ®à®¢ ®¯¥à â®à A.
¬¥â¨¬, çâ® ¢ á«ãç ¥ Ker A 6=6= {0} ¢ ᨫ㠯ãªâ 3 ã⢥ত¥¨ï 5.9.1 ¯®«ãç ¥¬ ¢ª«î票¥ E ⊂⊂ (Ker A)⊥ . ᫨ ¦¥ Ker A = {0}, â® â ª¦¥ ¨¬¥¥¬ (Ker A)⊥ = H ⊃⊃ E . ¯à¥¤¥«¨¬ § ¬ªã⮥ ¯®¤¯à®áâà á⢮ L = [ Lin E ]. ॡã¥âá冷ª § âì, çâ® á¯à ¢¥¤«¨¢® à ¢¥á⢮ L = (Ker A)⊥ . ª ª ª E ⊂⊂ (Ker A)⊥ , â® ¨ Lin E ⊂ (Ker A)⊥ . «¥¤®¢ ⥫ì®, ¢ ᨫ㠧 ¬ªãâ®á⨠¯®¤¯à®áâà á⢠(Ker A)⊥ ¯®«ãç ¥¬ ¢ª«î票¥ L ⊂ (Ker A)⊥ . ª ª ª (Ker A)⊥ ª ª § ¬ªã⮥ ¯®¤¯à®áâà á⢮ £¨«ì¡¥à⮢ ¯à®áâà á⢠H á ¬® ï¥âáï £¨«ì¡¥àâ®¢ë¬ ¯à®áâà á⢮¬, â® ¯® ⥮६¥ 3.2.2 ¨áá ®¡ ®à⮣® «ì®¬ ¤®¯®«¥¨¨ ¤«ï ®à⮣® «ì®£®¤®¯®«¥¨ï L ¢ (Ker A)⊥ | § ¬ªã⮣® ¯®¤¯à®áâà á⢠nM=¯o¯x ∈ (Ker A)⊥ ¯ (x, y) = 0 ∀ y ∈ L ,¯®«ãç ¥¬ à ¢¥á⢮ L ⊕ M = (Ker A)⊥ .
® ®¯à¥¤¥«¥¨î ¬®¦¥á⢠E á¯à ¢¥¤«¨¢® ¢ª«î票¥ A(Lin E) ⊂ Lin E . «¥¤®¢ ⥫ì®, ¢ ᨫã369¥¯à¥à뢮á⨠®¯¥à â®à A ¯®«ãç ¥¬ A(L) ⊂ L. ®£¤ ¤«ï «î¡®£® x ∈ M ¨ «î¡®£® y ∈ L ¢ ᨫã á ¬®á®¯àï¦ñ®á⨠®¯¥à â®à A¯®«ãç ¥¬ (A(x), y) = (x, A(y)) = 0. ®í⮬ã A(x) ∈ M , â. ¥. á¯à ¢¥¤«¨¢® ¢ª«î票¥ A(M ) ⊂ M . ®¦¥á⢮ M ª ª § ¬ªã⮥ ¯®¤¯à®áâà á⢮ H á ¬® ï¥âáï £¨«ì¡¥àâ®¢ë¬ ¯à®áâà á⢮¬. ª¨¬®¡à §®¬, ®¯¥à â®à A: M → M ï¥âáï ª®¬¯ ªâë¬ ¨ á ¬®á®¯àï¦ñë¬ ¢ £¨«ì¡¥à⮢®¬ ¯à®áâà á⢥ M .
᫨ ®¯¥à â®à A ï¥âáï¥âਢ¨ «ìë¬ M , â. ¥. A(M ) 6= {0}, â® ¢ ᨫã ã⢥ত¥¨ï 5.9.1¨ ⥮६ë 5.8.1 ®¯¥à â®à A ¨¬¥¥â ᮡáâ¢¥ë© ¢¥ªâ®à z ∈ M , ®â¢¥ç î騩 ¥ª®â®à®¬ã ç¨á«ã µ ∈ σp (A)\{0}. ® ⮣¤ ¯® ®¯à¥¤¥«¥¨î¬®¦¥á⢠E ¯®«ãç ¥¬ ¢ª«î票ï z ∈ Ker Aµ ⊂ Lin E ⊂ L. ªª ª ª ⮬㠦¥ z ∈ M , â® ¯®«ãç ¥¬ à ¢¥á⢮ (z, z) = 0, â. ¥. z == 0, çâ® ¯à®â¨¢®à¥ç¨â ®¯à¥¤¥«¥¨î ᮡá⢥®£® ¢¥ªâ®à . ®í⮬ãA(M ) = {0}. ® ⮣¤ M ⊂ Ker A, ¯® ®¯à¥¤¥«¥¨î M ⊂ (Ker A)⊥ .«¥¤®¢ ⥫ì®, M ⊂ (Ker A) ∩ (Ker A)⊥ = {0}, â.
¥. M = {0} | âਢ¨ «ì®¥ ¯®¤¯à®áâà á⢮. ª¨¬ ®¡à §®¬, ¯®«ãç ¥¬ L = (Ker A)⊥ ,çâ® ¨ âॡ®¢ «®áì. « ¥ ¤ á â ¢ ¨ ¥ 5.9.5. ãáâì A | ¥âਢ¨ «ìë© ª®¬¯ ªâë© á ¬®á®¯àï¦ñë© ®¯¥à â®à. ®£¤ ¢ § ¬ªã⮬ ¯®¤¯à®áâà á⢥ (Ker A)⊥ áãé¥áâ¢ã¥â ¥ ¡®«¥¥ 祬 áçñâë© ®à⮣® «ìë© ¡ §¨áE = {en }Nn=1 , £¤¥ N ∈ N ∪ {+∞}, ¨§ ᮡá⢥ëå ¢¥ªâ®à®¢ ®¯¥à â®à A. ਠí⮬ ¤«ï «î¡®£® x ∈ H áãé¥áâ¢ã¥â ¥¤¨áâ¢¥ë© ¢¥ªâ®àx0 ∈ Ker A, â ª®©, çâ® á¯à ¢¥¤«¨¢® à ¢¥á⢮x = x0 +NX(x, en )en .(en , en )n=1묨 á«®¢ ¬¨, á¯à ¢¥¤«¨¢® á«¥¤ãî饥 à §«®¦¥¨¥ £¨«ì¡¥à⮢ ¯à®áâà á⢠:µ¶H = Ker A ⊕N⊕ Lin en .n=1 ® ª § â ¥ « ì á â ¢ ®.
¯à¥¤¥«ñ®¥ ¢ ⥮६¥ 5.9.2 ¨«ì¡¥à-â |¬¨¤â ¬®¦¥á⢮⊥E = {en }Nn=1 ⊂ (Ker A) ,£¤¥N ∈ N ∪ {+∞},á®áâ®ï饥 ¨§ ¯®¯ à® ®à⮣® «ìëå ᮡá⢥ëå ¢¥ªâ®à®¢ en ®¯¥à â®à A, ®¡à §ã¥â ¢ (Ker A)⊥ ¥ ¡®«¥¥ 祬 áçñâãî ¯®«ãî ®àâ®370£® «ìãî á¨á⥬㠢¥ªâ®à®¢. «¥¤®¢ ⥫ì®, ¯® ⥮६¥ 3.3.2 á¨á⊥⥬ {en }N®àn=1 ®¡à §ã¥â ¢ £¨«ì¡¥à⮢®¬ ¯à®áâà á⢥ (Ker A)⊥⮣® «ìë© ¡ §¨á, «î¡®© ¢¥ªâ®à z ∈ (Ker A) ¯à¥¤áâ ¢«ï¥âáïNP(z,e )á室ï騬áï ¢ (Ker A)⊥ à冷¬ ãàì¥ z =(e ,e ) en . ® ⥮à¥n=1¬¥ 3.2.2 ¨áá ®¡ ®à⮣® «ì®¬ ¤®¯®«¥¨¨ á¯à ¢¥¤«¨¢® à ¢¥á⢮Ker A ⊕ (Ker A)⊥ = H.
«¥¤®¢ ⥫ì®, ¤«ï «î¡®£® ¢¥ªâ®à x ∈ Háãé¥áâ¢ãîâ ¥¤¨áâ¢¥ë¥ ¢¥ªâ®àë x0 ∈ Ker A ¨ z ∈ (Ker A)⊥ , â ª¨¥,çâ® x = x0 + z . ª ª ª (x0 , en ) = 0 ¤«ï «î¡®£® ®¬¥à n ∈ 1, N ,â® ¯®«ãç ¥¬ à ¢¥á⢮ (z, en ) = (x, en ) ¤«ï ¢á¥å ®¬¥à®¢ n ∈ 1, N .«¥¤®¢ ⥫ì®, ¯®«ãç ¥¬ âॡ㥬®¥ à ¢¥á⢮nnx = x0 +nNNXX(z, en )(x, en )en = x0 +en .(en , en )(en , en )n=1n=1ਠí⮬ ¢ ᨫã à ¢¥á⢠àᥢ «ï ¨¬¥¥¬ à ¢¥á⢮kxk2 = kx0 k2 +NX|(x, en )|2.ken k2n=1 ¬ ¥ ç ¨ ¥ 5.9.1. ãáâì A | ¥âਢ¨ «ìë© ª®¬¯ ªâë©á ¬®á®¯àï¦ñë© ®¯¥à â®à, E = {en }Nn=1 | ®à⮣® «ìë© ¡ §¨á¨§ ᮡá⢥ëå ¢¥ªâ®à®¢ ®¯¥à â®à A ¢ § ¬ªã⮬ ¯®¤¯à®áâà á⢥(Ker A)⊥ (§¤¥áì N ∈ N ∪ {+∞}).
áᬮâਬ «¨¥©ë¥ ®¯¥à â®àë®à⮣® «ì®£® ¯à®¥ªâ¨à®¢ ¨ï ¨§ H ï¤à® Ker A ¨ ®¤®¬¥à®¥ ¯®¤¯à®áâà á⢮ Lin{en } ¤«ï «î¡®£® ®¬¥à n ∈ 1, N . ãáâ쮯¥à â®à P0 : H → Ker A | ®à⮣® «ìë© ¯à®¥ªâ®à ï¤à® Ker A, ®¯¥à â®à Pn : H → Lin{en } | ®à⮣® «ìë© ¯à®¥ªâ®à ®¤®¬¥à®¥ ¯®¤¯à®áâà á⢮ Lin en , £¤¥ ®¬¥à n ∈ 1, N . «ï «î¡®£® ¢¥ªâ®à x ∈ H á¯à ¢¥¤«¨¢® à ¢¥á⢮Pn (x) =(x, en )en .(en , en )® ®¯à¥¤¥«¥¨î ®à⮣® «ì®£® ¯à®¥ªâ®à ¤«ï «î¡®£® ®¬¥à n ∈∈ 1, N á¯à ¢¥¤«¨¢ë à ¢¥á⢠kPn k = 1. ᫨ Ker A 6= {0}, â® ¨¬¥¥¬kP0 k = 1, ¥á«¨ ¦¥ Ker A = {0}, â® ®¯¥à â®à P0 âਢ¨ «¥. ® á«¥¤á⢨î 5.9.5 ¯®«ãç ¥¬ ¤«ï «î¡®£® x ∈ H à ¢¥á⢮x = P0 (x) +NXn=1371Pn (x). ª ª ªAP0 = 0, ¤«ï «î¡®£® ®¬¥à n ∈ 1, N ¢ë¯®«¥® APn =£¤¥ λn | ᮡá⢥®¥ ç¨á«® ®¯¥à â®à A, ᮮ⢥âáâ¢ãî饥ᮡá⢥®¬ã ¢¥ªâ®àã en , â® ¤«ï «î¡®£® x ∈ H ¯®«ãç ¥¬ à ¢¥á⢮= λn Pn ,A(x) =NXλn Pn (x).n=1 ᫨ N ∈ N, â® ®¯¥à â®à A ¯à¥¤áâ ¢«ï¥â ᮡ®© ª®¥çãî «¨¥©ã¬¡¨ æ¨î ®à⮣® «ìëå ¯à®¥ªâ®à®¢A=NXλn Pn .n=1 ᫨ ¦¥ ¨¬¥¥¬ N = +∞, â® ¤«ï «î¡®£® àᥢ «ï á¯à ¢¥¤«¨¢® á®®â®è¥¨¥x ∈ H¢ ᨫã à ¢¥á⢠°°n°°X°°λm Pm (x)° =°A(x) −°°m=1°° v∞∞° X° u|(x, em )|2(x,e)°° u Xm|λm |2=°em ° = t≤λm°(em , em ) °kem k2m=n+1m=n+1vµ¶u Xµ¶u ∞ |(x, em )|2t≤ sup |λm |≤ sup |λm | kxk.kem k2m>nm>nm=n+1«¥¤®¢ ⥫ì®, á¯à ¢¥¤«¨¢® ¥à ¢¥á⢮°°n°°X°°λm Pm ° ≤ sup |λm |.°A −°° m>nm=1 ª ª ª ¯® ⥮६¥ 5.8.1 ¨¬¥¥â ¬¥á⮯।¥«ì®¥°á®®â®è¥¨¥ λm →°n°°P→ 0 ¯à¨ m → ∞, â® ¯®«ãç ¥¬ °A−λm Pm °°° → 0 ¯à¨ n → ∞.m=1®í⮬ã á¯à ¢¥¤«¨¢® à ¢¥á⢮ A =∞Pm=1λm Pm .«ï «î¡®£® λ ∈ ρ(A) ¢ëç¨á«¨¬ १®«ì¢¥âã RA (λ) = (Aλ )−1 ®¯¥à â®à A.
«ï í⮣® ¯à¨ ª ¦¤®¬ y ∈ H ¢ëç¨á«¨¬ ¥¤¨á⢥ë©372¢¥ªâ®à x ∈ H ¢¨¤ Aλ (x) = y. â® ãà ¢¥¨¥ ¢ ᨫ㠢ë襨§«®¦¥®£® à ¢®á¨«ì® à ¢¥áâ¢ãAλ (x) =NX(λn − λ)Pn (x) − λP0 (x) = P0 (y) +n=1NXPn (y).n=1«¥¤®¢ ⥫ì®, ¯®«ãç ¥¬ (λn − λ)Pn (x) = Pn (y) ¤«ï «î¡®£® ®¬¥à n ∈ 1, N , ¨ −λP0 (x) = P0 (y). ª¨¬ ®¡à §®¬, á¯à ¢¥¤«¨¢ë à ¢¥á⢠x = (Aλ )−1 (y) = P0 (x) +NXNPn (x) = −n=1P0 (y) X Pn (y)+.λλ −λn=1 nâ ª, ¤«ï «î¡®£® ¢¥ªâ®à y ∈ H ¯®«ãç ¥¬ à ¢¥á⢮N−1(Aλ )P0 (y) X Pn (y)(y) = −+.λλ −λn=1 n ᫨ N ∈ N, ⮠१®«ì¢¥â ®¯¥à â®à A ¨¬¥¥â ¢¨¤ ª®¥ç®© «¨¥©®© ª®¬¡¨ 樨 ¯à®¥ªâ®à®¢NRA (λ) = −P0 X Pn+.λλ −λn=1 n ᫨ ¦¥ ¨¬¥¥¬ N = +∞, â® ¯®á«¥¤®¢ ⥫ì®áâì «¨¥©ëå ®£à ¨ç¥ëå ®¯¥à â®à®¢Sn = −nXP0Pm+λλ−λm=1 mï¥âáï ¯®â®ç¥ç® á室ï饩áï ¢ ¯à®áâà á⢥ H ¯à¨ n → ∞ ªà¥§®«ì¢¥â¥ RA (λ), ® ¥ ï¥âáï ä㤠¬¥â «ì®© ¢ ¯à®áâà á⢥L(H).
¥©á⢨⥫ì®, ¤«ï «î¡®£® n ∈ N ¯®«ãç ¥¬kSn+1 − Sn k =kPn+1 k11≥≥.|λn+1 − λ||λn+1 | + |λ|kAk + |λ|«¥¤®¢ ⥫ì®, ¯®â®ç¥ç® á室ïé ïáï ª १®«ì¢¥â¥ RA (λ) ¯®á«¥¤®¢ ⥫ì®áâì ®¯¥à â®à®¢ Sn ï¥âáï à á室ï饩áï ¢ ¯à®áâà á⢥L(H).373 ª«î票¥à¥¤áâ ¢«¥ë© ªãàá ¯à¨§¢ ¤ âì ç¨â ⥫î ç «ìë¥ ¯à¥¤áâ ¢«¥¨ï ® ¯à¥¤¬¥â¥ äãªæ¨® «ì®£® «¨§ , ¥£® ®á®¢ëå ¨¤¥ïå ¨ ª®áâàãªæ¨ïå.
¯¯ à â äãªæ¨® «ì®£® «¨§ ï¥âáï ⥬¬ ⥬ â¨ç¥áª¨¬ ï§ëª®¬, ª®â®à®¬ à¥è ¥âáï ¡®«ì讥 ª®«¨ç¥á⢮ᮢ६¥ëå ¯à¨ª« ¤ëå § ¤ ç, ¯à¨¬¥à, ¨§ ⥮ਨ ®¯â¨¬ «ì®£®ã¯à ¢«¥¨ï ¨«¨ ¬ ⥬ â¨ç¥áª®© 䨧¨ª¨. áâ¥áâ¢¥ë¬ ¯à®¤®«¦¥¨¥¬ í⮣® ªãàá ï¥âáï ¨§ã票¥ ⥮ਨ ¥®£à ¨ç¥ëå «¨¥©ëå ®¯¥à â®à®¢, ¨¬¥î饩 ¬®£®ç¨á«¥ë¥ ¯à¨«®¦¥¨ï ¢ ᮢ६¥®© ¬ ⥬ â¨ç¥áª®© 䨧¨ª¥, ᯥªâà «ì®© ⥮ਨ «¨¥©ëå ®¯¥à â®à®¢ ¨ ⥮ਨ ¡ 客ëå «£¥¡à.
â® ¬®¦® ᤥ« âì, ¯à¨¬¥à,¯® ª¨£¥ . 㤨 \ãªæ¨® «ìë© «¨§" [2]. § ª«î票¥®áâ ñâáï ¯®¦¥« âì ¢á¥¬ ç¨â â¥«ï¬ ãᯥ客 ¢ ¨§ã票¨ ¨ ¯à¨¬¥¥¨¨ äãªæ¨® «ì®£® «¨§ ¤«ï à¥è¥¨ï á ¬ëå à §®®¡à §ëå䨧¨ª®-¬ ⥬ â¨ç¥áª¨å § ¤ ç.374 1. ®«¬®£®à®¢ . ., ®¬¨ . . «¥¬¥âë ⥮ਨ äãªæ¨© ¨äãªæ¨® «ì®£® «¨§ .
.: 㪠, 1976, 542 á.2. 㤨 .ãªæ¨® «ìë© «¨§. .: ¨à, 1975, 443 á.3. ८£¨ . . ãªæ¨® «ìë© «¨§. .: ¨§¬ ⫨â, 2002,488 á.4. 㤨 .319 á.á®¢ë ¬ ⥬ â¨ç¥áª®£® «¨§ . .: ¨à, 1976,5. ¥«¡ 㬠., «¬á⥤ ¦.1967, 251 á.®âà¯à¨¬¥àë ¢ «¨§¥. .: ¨à,375.