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1、泛函分析總復(fù)習(xí)(按與課本先后順序排列)1、設(shè)是中的有界閉集,映射滿足。求證在中存在唯一的不動(dòng)點(diǎn)。證明:因?yàn)?,所以。再由三角不等式,得到。由此可見,在上連續(xù)。因?yàn)槭侵械挠薪玳]集,所以,使得。如果,那么就是不動(dòng)點(diǎn)。今假設(shè)。根據(jù)假設(shè),我們有。但是,這與是最小值矛盾。故,即存在不動(dòng)點(diǎn)。不動(dòng)點(diǎn)的唯一性是顯然的。事實(shí)上,如果存在兩個(gè)不動(dòng)點(diǎn),,則從即得矛盾。2、對(duì)于積分方程,其中為一給定函數(shù),為常數(shù),,求證存在唯一解。證明:考慮由則原方程等價(jià)于。令,則11,即是壓縮映射,壓縮常數(shù)為,因而有唯一的不動(dòng)點(diǎn),即積分方程在有唯一解,從而原方程在上有唯一解。
2、3、設(shè)M是C[a,b]中的有界集,求證集合是列緊集.證:設(shè),,,即E一致有界.又,,即E等度連續(xù).由定理13結(jié)論得證.4、求證在中不是列緊的.證:只要證非等度連續(xù).對(duì),使得,.由此可見,非等度連續(xù).5、設(shè)是距離空間,M是中的列緊集,若映射滿足,求證上存在唯一的不動(dòng)點(diǎn)。證:記.先證存在,使得(1)這從下確界的定義出發(fā).,使得.又因?yàn)镸列緊,故存在.將上面不等式中的改為,即11,并令,(1)式得證。再證d=0.用反證法.如果,則有,矛盾。6、設(shè)是一個(gè)緊距離空間,又,E中函數(shù)一致有界并滿足:,其中.求證E在中是列緊集。證:,取,當(dāng)時(shí),,所以
3、E是等度連續(xù)的,因此E是列緊集。注:.7、在中,對(duì)每個(gè),令,。求證是中兩個(gè)等價(jià)范數(shù)。證明:顯然??紤]8、設(shè)表示上連續(xù)且有界的函數(shù)全體,對(duì)于每個(gè),定義(1)求證上的范數(shù);(2)若,求證上的范數(shù)是不等價(jià)的。11證明:不妨假設(shè),顯然有,由此可見,為了證明不等價(jià)性,只要證不存在只需證,使得,因?yàn)椋海?,,,?、設(shè)(X,
4、
5、·
6、
7、)是一線性賦范空間,M是X的有限維子空間,{e1,e2,...,en}是M的一組基,給定g?X,引進(jìn)函數(shù).規(guī)定F(c)=F(c1,c2,...,cn)=(1)求證F是一個(gè)凸函數(shù);(2)若F的最小值點(diǎn)是c=(c1,c2,
8、...,cn),求證給出g在M中的最佳逼近元.證明:(1)根據(jù)凸函數(shù)的定義,考慮=
9、=11故F是一個(gè)凸函數(shù).(2)對(duì)一一對(duì)應(yīng)有,使,。10、設(shè)是空間,是的線性子空間,假定,使得,。求證:在中稠密。證明:考慮,。用反證法證明。若,由Riesz引理,對(duì),使得,并且。于是取,便有,矛盾。11、1112、1113、14、1115、設(shè)是Banach空間,是滿射,求證:如果在中,則與,使且證:設(shè)考慮映射(1)證是單射,事實(shí)上,()11故是單射。(1)事實(shí)上,由條件A滿射推出,對(duì),使得,從而。故滿射。(2)證有界,事實(shí)上,以為對(duì),我們有,由此推出有
10、界。(3)由Banach逆算子定理,。(4)證時(shí)的理論。事實(shí)上,如果,記則有注意到這個(gè)結(jié)論與要證的一般結(jié)果十分相似,其中相當(dāng)于C,下面要做的事就是“過(guò)河拆橋”,將中的[]去掉。事實(shí)上,根據(jù)第一章4例13的(2),可取,使得。進(jìn)一步,從既知.令,C=2,則有,C=2,即已經(jīng)證明了情形下的結(jié)論。(5)證時(shí)的結(jié)論,事實(shí)上,設(shè),記,,則有11取滿足;同時(shí)取,滿足這樣,并有,進(jìn)一步,對(duì),應(yīng)用(5)一步結(jié)果既知其中C=2由此可知最后,再想辦法將折合到上去,事實(shí)上,因?yàn)?,所以,使得?duì),有由此推出聯(lián)合不等式(1),(2)既知16、1111