به محفل ریاضی ایرانیان خوش آمدید! لطفا برای استفاده از تمامی امکانات عضو شوید
+3 امتیاز
1,345 بازدید
در دانشگاه توسط zahra habibi (26 امتیاز)
ویرایش شده توسط fardina

فرض کنید $(X, \| . \|_1 )$ و $(Y, \| . \| _2)$ دو فضای باناخ باشند.نشان دهید فضای حاصلضربی $(X \times Y, \| . \| )$ یک فضای باناخ است.

1 پاسخ

+3 امتیاز
توسط fardina (17,622 امتیاز)

فرض کنید نرم $\|.\|:X\times Y\to \mathbb R^{\geq 0}$ را به صورت $\|(x,y)\|=\max\{\|x\|_1,\|y\|_2\}$ تعریف کنیم. در اینصورت $\|.\|$ یک نرم روی $X\times Y$ است (چرا؟ خیلی ساده است)

حال باید نشان دهیم این نرم کامل است. یعنی هر دنباله کوشی همگرا است.

فرض کنید $(x_n,y_n)$ یک دنباله کوشی در $(X\times Y,\|.\|)$ باشد در اینصورت به ازای هر $\epsilon> 0$ یک $N\in\mathbb N$ هست که برای $m,n\geq N$ داریم $\|(x_m,y_m)-(x_n,y_n)\|\leq \epsilon$

اما چون

$\|(x_m,y_m)-(x_n,y_n)\|=\|(x_m-x_n,y_m-y_n)\|=\max\{\|x_m-x_n\|_1,\|y_m-y_n\|_2\}\leq\epsilon$ و $\|x_m-x_n\|_1,\|y_m-y_n\|_2\leq\max\{\|x_m-x_n\|_1,\|y_m-y_n\|_2\}\leq\epsilon $

بنابراین هم $x_n$ و هم $y_n$ دنباله هایی کوشی در $(X,\|.\|_1)$ و $(Y,\|.\|_2)$ هستند و چون این فضاها طبق تعریف باناخ هستند پس $x_n$ و $y_n$ همگرا هستند یعنی $x_n\to x$ و $y_n\to y$ .

نشان می هیم که $(x_n,y_n)\to (x,y)$:

فرض $\epsilon> 0$ دلخواه باشد چون $x_n\to x, y_n\to y$ پس $N$ ی هست که برای $n\geq N$ داریم $\|x_n-x\|_1\leq\epsilon$ و $\|y_n-y\|_2\leq\epsilon$

در اینصورت : $$\|(x_n,y_n)-(x,y_\|=\|(x_n-x,y_n-y)\|=\max\{\|x_n-x\|_1,\|y_n-y\|\}\leq\epsilon$$

و حکم ثابت است.

لازم به ذکر است که می توان روی $X\times Y$ نرمهای دیگری هم در نظر گرفت. به عنوان مثال $\|(x,y)\|=\|x\|_1+\|y\|_2$ که می توان نشان داد با نرم بالا هم ارز است.

برای ترجمه ی یک جمله از انگلیسی به فرانسوی دو چیز ضروری است. اول، باید جمله ی انگلیسی را تماما بفهمیم. دوم، باید با اصطلاحات ویژه ای که در زبان فرانسوی هستند آشنا باشیم. این وضعیت خیلی شبیه هنگامی است که سعی داریم شرط را که با کلمات بیان شده است با نمادهای ریاضی بیان کنیم. اول، باید آن را تمام درک کنیم. دوم، باید با اصطلاحات ریاضی ریاضی آشنا باشیم.
...