变分不等式笔记

发布时间 2023-06-18 00:35:12作者: Viktor_Cullen

如果对于一个线性空间,其中每一个元素都根据一定法则对应一个实数,满足非负、数乘、三角不等式,则称该线性空间为赋范线性空间,对应的实数称为范数。一言以蔽之,赋范线性空间就是对其中元素定义了范数的线性空间。

用该范数定义赋范空间X的元素的距离 d,该赋范空间就成了距离空间,记作(X, d),因为该范数满足距离公理。

如果赋范空间是完备的,就称之为Banach空间(巴拿赫空间)。

关于完备性

两个有理数之间有无数个有理数,该性质称为有理数的稠密性。

无理数的个数远比有理数多,该性质成为有理数的不完备性,例如某一个有理数列的极限是无理数的时候,称该数列在有理数集中没有极限。

一个数集具有完备性,如此表述:数集A中具有凝聚趋势的数列在A中必有极限,就称该集合完备。

实数集具有完备性。Cantor闭区间套定理就反映了实数集的完备性,略。

要说明一个(赋范、距离)线性空间的完备性,首先介绍基本序列(Cauchy序列)的概念:(X, d)中的点列,对任意epsilon>0,存在N当n,m>=N时有d(xn,xm)<epsilon,则称点列为基本序列。但需要注意,收敛序列必是基本序列,基本序列未必是收敛的,例如基本序列 1/n 在(X, d)中就没有极限。

所谓完备的距离空间,满足(X, d)中每一个基本序列都收敛于(X, d)中的某一元素。

R、R^n 就是完备的距离空间。

有理数集不是完备空间,向其中加入新的元素无理数,就可以扩大为完备的空间。

为了引入正交、正交投影等概念,在一般的线性空间中引入内积的概念,再由内积导出内积、距离等概念。

Hilbert空间(希尔伯特空间)就是完备的内积空间,是一种特殊的Banach空间。