分享

空间可分性与空间完备性 | 10.2 作业

 小温爱怡宝 2023-07-22 发布于江西

建议按照老师PPT写(在本文最后)

证明是可分的空间。(提示:仿照空间可分性的证明,同时须注意正确使用的范数)

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,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,中是稠密的,从而是可分的空间。



由完备性定义证明是完备空间.(即为 Banach 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。由于中的柯西序列,因此有,对于任意的。取极限,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

时。因此有,即收敛于中的元素。因此是完备空间,即为Banach空间。

    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多