O`zbekiston Oliy va O`rta maxsus ta`lim vazirligi Namangan Davlat universiteti
Download 1.75 Mb. Pdf ko'rish
|
fumksional matematika
- Bu sahifa navigatsiya:
- 13.3-ta’rif.
- Misollar. 13.1.
- 13.1-teorema.
- 13.1-natija.
- Misollar. 13.4.
13.2-ta’rif. Agar ixtiyoriy X x ∈ uchun 0 → − x A x A n bo‘lsa, } { n A operatorlar ketma-ketligi A operatorga kuchli yoki nuqtali yaqinlashadi deyiladi va A A s n → shaklda belgilanadi. 13.3-ta’rif. Agar ixtiyoriy * Y f ∈ va ixtiyoriy X x ∈ uchun ( ) ( ) x A f x A f n → bo‘lsa, } { n A operatorlar ketma-ketligi A operatorga kuchsiz yoki kuchsiz ma’noda ( A A w n → ) yaqinlashuvchi deyiladi. 13.3-ta’rif Hilbert fazosida quyidagicha bo‘ladi. 170 13.4-ta’rif. Agar ixtiyoriy H y x ∈ , uchun ( ) ( ) y x A y x A n , , → bo‘lsa, } { n A operatorlar ketma-ketligi A operatorga kuchsiz yaqinlashuvchi deyiladi. Misollar. 13.1. 2 2 : l l → n A , = ,... , , , 0 , . . . , 0 , 0 3 2 1 x x x x A n n 4 3 42 1 operatorlar ketma-ketligining kuchli va kuchsiz ma’noda nol operatorga yaqinlashishini teksiring. Yechish. 2 l Hilbert fazosi bo‘lganligi uchun 2 2 : l l → n A operatorlar ketma- ketligining kuchsiz ma’noda nol operatorga yaqinlashishini 13.4-ta’rifdan foydalanib teksiramiz. Ixtiyoriy ( ) 2 2 1 . . . , , l ∈ = y y y uchun ( ) ( ) ∑ ∑ ∞ + = ∞ = + ≤ = Θ − 1 2 2 2 1 2 , , n k k k k n k n y x y x y x y x A (13.1) munosabat o‘rinli. 2 l ∈ y bo‘lganligi uchun . 1 2 2 ∞ < = ∑ ∞ = k k y y Shunday ekan yaqinlashuvchi qatorning qoldig‘i ∑ ∞ + = 1 2 n k k y ∞ → n da nolga intiladi. Bundan (13.1) ga ko‘ra ixtiyoriy 2 , l ∈ y x larda ( ) ( ) y x y x A n , , Θ − ning ∞ → n da nolga intilishi kelib chiqadi. Demak, } { n A operatorlar ketma-ketligi nol operator Θ ga kuchsiz ma’noda yaqinlashar ekan. } { n A operatorlar ketma-ketligi nol operatorga kuchli ma’noda yaqinlashmaydi, chunki . 0 lim lim ≠ = = Θ − ∞ → ∞ → x x x x A n n n 13.2. Quyida berilgan ( ) 2 , l L Q P n n ∈ operatorlar ketma-ketligining kuchli va tekis ma’noda birlik va nol operatorlarga yaqinlashishini teksiring. ( ) ... , 0 ..., , 0 , , , , : 2 1 2 2 n n n x x x x P P = → l l , ( ) ... , , , 0 ..., , 0 , 0 , 3 2 1 + + + = − = n n n n n n x x x x Q P I Q Yechish. Ixtiyoriy 2 l ∈ x uchun ∑ ∞ = + ∞ → → = 1 2 2 , 0 k k n n n x x Q . Chunki 2 l ∈ x , ya’ni ∑ ∞ = ∞ < = 1 2 2 k k x x . Shunday ekan, oxirgi qatorning qoldig‘i ∑ ∞ = + 1 2 k k n x ∞ → n da nolga intiladi. Demak } { n Q operatorlar ketma-ketligi nol operatorga kuchli ma’noda yaqinlashar ekan. Bundan { } n n Q I P − = operatorlar ketma- 171 ketligining birlik operator I ga kuchli ma’noda yaqinlashishi kelib chiqadi. Endi } { n Q operatorlar ketma-ketligi nol operatorga tekis ma’noda yaqinlashadimi yoki yo‘qmi, shuni tekshiramiz. ∑ ∞ = + ≤ = 1 2 2 2 k k n n x x x Q . Bundan 1 ≤ n Q (13.2) ekanligini olamiz. Ikkinchi tomondan, 1 1 + + = n n n e e Q . Bundan 1 1 = ≥ + n n n e Q Q . (13.3) (13.2) va (13.3) dan ixtiyoriy N n ∈ uchun 1 = n Q ga kelamiz. Demak, n Q operatorlar ketma-ketligi nol operatorga tekis (norma bo‘yicha) yaqinlashmaydi. Bu yerdan { } n P operatorlar ketma-ketligi birlik operator I ga tekis yaqinlashmasligi kelib chiqadi. 13.3. [ ] 2 / 1 , 2 / 1 2 − L Hilbert fazosini o‘zini-o‘ziga akslantiruvchi va ( ) ( ) x f x f A n n = formula bilan aniqlanuvchi n A operatorlar ketma-ketligining nol operatorga tekis yaqinlashishini teksiring. Yechish. Ixtiyoriy [ ] 2 / 1 , 2 / 1 2 − ∈ L f uchun ( ) ( ) 2 2 2 / 1 2 / 1 2 2 2 / 1 2 / 1 2 / 1 2 / 1 2 2 1 max f dt x f x dt x f x f A n n x n n ⋅ ≤ ≤ = ∫ ∫ − ≤ ≤ − − . (13.4) Bundan n n A 2 1 ≤ tengsizlikni olamiz. Agar biz n A ≤ 0 ekanligini hisobga olib, ∞ → n da limitga o‘tsak, 0 = Θ − ∞ → n n A lim . Shunday ekan, n A operatorlar ketma-ketligi nol operatorga tekis yaqinlashadi. Yuqorida kuchsiz yaqinlasuvchi operatorlar ketma-ketligi kuchli ma’noda yaqinlashmasligiga (13.1-misol) va kuchli ma’noda yaqinlashuvchi operatorlar ketma-ketligi norma bo‘yicha yaqinlashmasligiga (13.2-misol) misol keltirildi. Quyida biz tekis yaqinlashuvchi operatorlar ketma-ketligining kuchli ma’noda ham yaqinlashuvchi bo‘lishini va kuchli ma’noda yaqinlashuvchi operatorlar ketma-ketligining kuchsiz ma’noda ham yaqinlashuvchi bo‘lishini isbotlaymiz. 13.1-lemma. Agar { } ) , ( Y X L A n ⊂ operatorlar ketma-ketligi biror ( ) Y X L A , ∈ operatorga tekis yaqinlashsa, u holda { } n A operatorlar ketma-ketligi A operatorga kuchli ma’noda ham yaqinlashuvchi bo‘ladi. Isbot. Lemma shartiga ko‘ra ∞ → → − n A A n , 0 . U holda ixtiyoriy X x ∈ uchun x A A x A x A n n ⋅ − ≤ − . sonli tengsizlikka ega bo‘lamiz. Matematik analizdan ma’lumki, tengsizliklarda limitga o‘tish mumkin. Bunga ko‘ra 172 0 lim lim 0 = ⋅ − ≤ − ≤ ∞ → ∞ → x A A x A x A n n n n . Demak, { } n A operatorlar ketma-ketligi A operatorga kuchli ma’noda ham yaqinlashar ekan. Shunga o‘xshash quyidagi tasdiqni, bevosita ta’rifdan foydalanib isbotlash mumkin. 13.2-lemma. Agar { } ) , ( Y X L A n ⊂ operatorlar ketma-ketligi biror ( ) Y X L A , ∈ operatorga kuchli ma’noda yaqinlashsa, u holda { } n A operatorlar ketma-ketligi A operatorga kuchsiz ma’noda ham yaqinlashuvchi bo‘ladi. Isbot. Lemma shartiga ko‘ra ixtiyoriy X x ∈ uchun ∞ → → − n x A x A n , 0 . U holda ixtiyoriy X x ∈ va * Y f ∈ uchun ( ) f Ax x A x A x A f x A f x A f n n n ⋅ − ≤ − = − ≤ ) ( ) ( 0 sonli tengsizlikka ega bo‘lamiz. Bu tengsizlikda ∞ → n da limitga o‘tib, 0 lim ) ( ) ( lim 0 = ⋅ − ≤ − ≤ ∞ → ∞ → f Ax x A x A f x A f n n n n munosabatni olamiz. Demak, { } n A operatorlar ketma-ketligi kuchsiz ma’noda ham A operatorga yaqinlashar ekan. 13.1-teorema. Agar Y to‘la fazo bo‘lsa, u holda ) , ( Y X L fazo ham to‘la, ya’ni Banax fazosi bo‘ladi. Isbot. { } ) , ( Y X L A n ⊂ ixtiyoriy fundamental ketma-ketlik bo‘lsin, ya’ni ∞ → m n, da 0 → − m n A A . U holda ixtiyoriy X x ∈ uchun ∞ → → ⋅ − ≤ − m n x A A x A x A m n m n , , 0 . Shuning uchun ixtiyoriy X x ∈ da { } Y x A n ⊂ ketma-ketlik fundamentaldir. Y to‘la fazo bo‘lgani uchun { } x A n ketma-ketlik biror Y y ∈ elementga yaqinlashadi. Demak, har bir X x ∈ ga { } x A n ketma-ketlikning limiti bo‘lgan yagona Y y ∈ element mos qo‘yilyapti. Bu moslikni Y X A → : orqali belgilaymiz: y x A x A n n = = ∞ → lim . Endi ) , ( Y X L A ∈ ekanligini ko‘rsatamiz. Chiziqliligi: ( ) ( ) ( ) . lim lim lim lim 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2 1 1 Ax Ax y y x A x A x A x A x x A x x A n n n n n n n n n α α α α α α α α α α α α + = + = + = = + = + = + ∞ → ∞ → ∞ → ∞ → Endi A ning chegaralangan ekanligini ko‘rsatamiz. Shartga ko‘ra 0 → − m n A A , ∞ → m n, . Demak, (11-§ ning 6-topshirig‘iga qarang) ∞ → → − ≤ − m n A A A A m n m n , , 0 . Bundan { } n A sonli ketma-ketlikning fundamentalligi kelib chiqadi. Haqiqiy sonlar fazosi R to‘la bo‘lganligi uchun, { } n A sonli ketma-ketlik yaqinlashuvchidir, yaqinlashuvchi ketma-ketlik esa chegaralangan bo‘ladi. Ya’ni shunday 0 > K son mavjudki, ixtiyoriy N n ∈ uchun 173 K A n ≤ tengsizlik bajariladi. Norma ta’rifidan x K x A x A n n ⋅ ≤ ⋅ ≤ . Bundan esa x K x A x A x A n n n n ⋅ ≤ = = ∞ → ∞ → lim lim . Bu yerda biz normaning uzluksizligidan foydalandik. Endi { } n A ketma-ketlikni chiziqli operatorlar fazosi ( ) Y X L , da A ga yaqinlashishini ko‘rsatamiz. Ixtiyoriy 0 > ε son uchun shunday 0 n son mavjudki, barcha , 0 n n > N p ∈ va 1 ≤ x lar uchun ε < − + x A x A n p n tengsizlik bajariladi. Agar so‘nggi tengsizlikda ∞ → p da limitga o‘tsak va normaning uzluksizligidan foydalansak, ixtiyoriy 0 n n > va 1 ≤ x lar uchun ε ≤ − x A x A n tengsizlikka ega bo‘lamiz. Shuning uchun ixtiyoriy 0 n n > da ε ≤ − = − ≤ x A Ax A A n x n 1 sup Demak, ( ) Y X L , fazodagi norma ma’nosida A A n n = ∞ → lim . Shunday qilib, ( ) Y X L , fazo to‘la fazo ekan. 13.1-natija. X chiziqli normalangan fazoga qo‘shma bo‘lgan ) , ( * C X L X = fazo Banax fazosidir. Isbot. Kompleks sonlar to‘plami C to‘la fazo, shuning uchun 13.1-teoremaga ko‘ra ) , ( C X L Banax fazosi bo‘ladi. ∆ Misollar. 13.4. [ ] [ ] ( ) b a C b a C L , , , 2 fazoni to‘lalikka tekshiring. Yechish. [ ] b a C Y , = to‘la fazo bo‘lganligi uchun 13.1-teoremaga ko‘ra [ ] [ ] ( ) b a C b a C L , , , 2 to‘la fazo, ya’ni Banax fazosi bo‘ladi. ∆ 13.5. [ ] [ ] ( ) b a C b a C L , , , 2 fazo uchun 13.1-teorema sharti bajariladimi? U to‘lami? Yechish. [ ] b a C Y , 2 = fazo to‘la bo‘lmagan (3.8 va 8.12-misollarga qarang) normalangan fazo bo‘lganligi uchun 13.1-teorema sharti bajarilmaydi. Shuning uchun biz [ ] [ ] ( ) b a C b a C L , , , 2 fazoni to‘la fazo deya olmaymiz. Aniqlik uchun 1 , 1 = − = b a deymiz va [ ] [ ] ( ) 1 1 1 1 2 , , , − − C C L fazoning to‘la emasligini ko‘rsatamiz. Buning uchun [ ] 1 , 1 2 − C fazoning to‘la emasligini ko‘rsatishda qo‘llanilgan (3.8-misolga qarang), uzluksiz funksiyalarning ( ) [ ] ( ) [ ] ∈ − ∈ − − ∈ − = 1 , / 1 , 1 / 1 , / 1 , , / 1 , 1 , 1 n x n n x nx n x x f n (13.5) 174 ketma-ketligidan foydalanib, [ ] [ ] ( ) 1 ; 1 , 1 ; 1 2 − − ∈ C C L A n N n ∈ , operatorlar ketma- ketligini quyidagicha quramiz: ( )( ) ( ) ( ) x f x f x f A n n = . (13.6) n A operatorning chiziqli va uzluksizligi oson tekshiriladi. { } n A operatorlar ketma- ketligining [ ] [ ] ( ) 1 1 1 1 2 ; , ; − − C C L fazoda fundamental ekanligini ko‘rsatamiz. Buning uchun m n A A − normani hisoblaymiz: ( ) ( ) ( ) dx x f x f x f f A f A A A m n m n f m n ∫ − ≤ − = − = − 1 1 2 2 1 sup . (13.7) (13.7) va ( ) 1 1 1 ≤ = ≤ ≤ − x f f x max ekanligidan foydalansak, ( ) ( ) [ ] 1 ; 1 1 1 2 2 − − − = − ≤ − ∫ C m n m n m n f f dx x f x f A A (13.8) tengsizlikni olamiz. { } n f ketma-ketlikning [ ] 1 , 1 2 − C fazoda fundamentalligi 3.8- misolda isbotlangan. (13.8) dan hamda { } n f ketma-ketlikning fundamentalligidan { } n A operatorlar ketma-ketliginining fundamentalligi kelib chiqadi. Lekin { } n A operatorlar ketma-ketligi [ ] [ ] ( ) 1 , 1 , 1 , 1 2 − − C C L fazoda yaqinlashuvchi emas. Teskaridan faraz qilaylik, { } n A operatorlar ketma-ketligi biror ∈ A [ ] [ ] ( ) 1 , 1 , 1 , 1 2 − − C C L operatorga yaqinlashsin. U holda ixtiyoriy [ ] b a C f , ∈ uchun 0 = − ∞ → Af f A n n lim tenglik o‘rinli. Ikkinchidan ( ) 1 0 ≡ x f uchun ( )( ) ( ) N n x f x f A n n ∈ = , 0 tenglik o‘rinli va ( )( ) ( ) x g x Af 0 0 = deylik. 3.8-misolda { } n f ketma-ketlikning birorta ham uzluksiz funksiyaga [ ] 1 , 1 2 − C fazo normasida yaqinlasha olmasligi ko‘rsatilgan edi, jumladan { } n n f f A = 0 ketma-ketlik 0 0 Af g = funksiyaga ham yaqinlasha olmaydi. Bu qarama qarshilik { } n A operatorlar ketma-ketligining yaqinlashuvchi emasligini bildiradi. Demak, [ ] [ ] ( ) 1 1 1 1 2 , , , − − C C L to‘la bo‘lmagan normalangan fazo ekan. ∆ Banax-Shteynxaus teoremasi yordamida ko‘rsatish mumkinki, agar X va Y lar Banax fazolari bo‘lsa, u holda ) , ( Y X L fazo kuchli yaqinlashishga nisbatan ham to‘la bo‘ladi. Download 1.75 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: |
Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling
ma'muriyatiga murojaat qiling