建议按照老师PPT写(在本文最后)
我们可以考虑以下的有理向量集合: 也就是说,是所有只有有限个分量非零的有理向量的集合。显然,是可数的。现在我们需要证明在中是稠密的。 考虑一个空间中的任意向量,我们需要证明存在一个中的向量序列,满足。我们可以构造出这样一个向量序列: 显然,是中的向量,而且。因此,我们只需要证明可以无限逼近于0。 我们有: 由于是空间中的向量,因此是有限的。因此,对于任意的,存在一个,使得当时,。于是,我们有: 因此,在中是稠密的,从而是可分的空间。
为了证明是完备空间,我们需要证明每一个柯西序列都收敛于中的一个元素。设是中的一个柯西序列,即对于任意的,存在,使得当时,有。我们需要找到一个元素,使得。 由于是柯西序列,因此对于每一个,序列也是柯西序列,其中表示的第个分量。由于是完备的,因此对于每一个,存在,使得。 我们定义,即的第个分量为。我们需要证明,即证明。由于是中的柯西序列,因此有,对于任意的。取极限和,得到,对于任意的。因此有,即。 接下来,我们需要证明。由于是柯西序列,因此对于任意的,存在,使得当时,有。因此有 当时。因此有,即收敛于中的元素。因此是完备空间,即为Banach空间。 |
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