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Más pequeño de la constante de Lipschitz de la retracción de limitada a funciones continuas

Deje $B$ ser el espacio de todos los delimitadas las funciones de $f:[0,1]\to\mathbb R$ equipado con el supremum de la norma*. Contiene $C$, el espacio de funciones continuas en $[0,1]$, como un subespacio. Una $L$-Lipschitz la retracción $R:B\to C$ es, por definición, un mapa, tales que $$R(f)=f \qquad \forall f\in C$$ $$\|R(f)-R(g)\|\le L\|f-g\| \qquad \forall f,g\in B$$

Pregunta: ¿existe un $2$-Lipschitz retracción de $B$ a $C$?

Espero que la respuesta sea negativa, pero hasta ahora no ha podido encontrar una adecuado de la obstrucción.


La motivación

  1. Se sabe que hay un $20$-Lipschitz de retracción; un mapa (bastante complicado) es construido en el Teorema 1.6 Geométricas El Análisis Funcional no lineal por Benyamini y Lindenstrauss. El constante $20$ probablemente podría reducirse mediante la modificación de sus de la construcción, pero no estoy interesado en eso ahora.

  2. No es $L$-Lipschitz de retracción de $L<2$. (Prueba a continuación).

  3. La constante $2$ es conocido por ser el más pequeño posible para Lipschitz la retracción de $\ell_\infty$ a $c_0$ (Ejemplo 1.5 en el mismo libro).

Prueba del punto 2 anterior. Para $n\in \mathbb N$, vamos a $f_n\in C$ ser un función tal que $f_n(x)=-1$ $x\le \frac12-\frac1n$, $f_n(x)=1$ para $x\ge \frac12+\frac1n$, e $f_n$ es lineal en el medio. Vamos $f(x)=\frac12 \operatorname{sign}(x-1/2)$. Tenga en cuenta que $\|f-f_n\|\le 1/2$ for all $n$. Here is an illustration: $f$ in red, $f_n$ en azul.

illustration

La función de $R(f)$ debe satisfacer $\|R(f)-f_n\|\le L/2$ todos los $n$. Por lo tanto, $R(f)(x)\ge 1-L/2$ $x>1/2$ $R(f)(x)\le -1+L/2$ $x<1/2$. Desde $R(f)$ es continua, se sigue que $L\ge 2$.

Comentario sobre el punto 3: $2$- Lipschitz retracción de $\ell_\infty$ a $c_0$ es obtenido mediante la asignación de cada una de las $(x_n)\in \ell_\infty$ $(x_n-\min(|x_n|,s)\operatorname{sign}x_n)$donde $s=\limsup|x_n|$. Desde $s$ $1$- Lipschitz de la función en $\ell_\infty$, el mapa resultante es $2$-Lipschitz.


(*) Que es, $\|f\|=\sup_{[0,1]}|f|$. Tenga en cuenta que $B$ es diferente de $L^\infty[0,1]$ debido a que las funciones que son la misma.e. no identificado, ni existe ningún requisito de la mensurabilidad.

7voto

carlfriedrich Puntos 21

Parece que Nigel Kalton dio una respuesta a su pregunta. Lo probó en [1], el teorema 3.5, que por cada espacio métrico compacto $K$, $C(K)$ es una $2$-absoluta de Lipschitz se retrae.

[1]: Kalton, N. J. la Ampliación de Lipschitz de los mapas en C(K)-espacios. Israel J. Math. 162 (2007), 275-315. Enlace al artículo


Añadido por OP: la integridad, voy a esbozar los pasos de Kalton de la prueba. Dado $f\in B$, Vamos a $Lf$ ser su menor semicontinuo de regularización, que se define por $$Lf(x) = \liminf_{y\to x} f(y)$$ Claramente, el mapa de $f\mapsto Lf$ $1$- Lipschitz mapa de $B$ a sí mismo, la fijación de $C$. Mismo vale para la parte superior del semicontinuo de regularización, que se denota $Uf$.

Para cualquier $g\in C$ tenemos $f\ge g-\|f-g\|$. Desde el lado derecho es continua, $Lf\ge g-\|f-g\|$. Del mismo modo, $Uf\le g+\|f-g\|$. De ello se desprende que $Uf-Lf\le 2\|f-g\|$. Tomando el infimum $g\in C$ rendimientos $$Uf-Lf\le 2\operatorname{dist} (f,C)$$ Por lo tanto, el par de funciones $F_u(f) = Uf-\operatorname{dist} (f,C)$ $F_l(f) = Lf+\operatorname{dist} (f,C)$ satisface

  • $F_u(f)\le F_l(f)$
  • $F_u(f)$ superior semicontinuo, $F_l(f)$ inferior semicontinuo
  • Los operadores de $F_u$ $F_l$ $2$- Lipschitz, y restringir el acceso a la identidad en $C$.

Considerar el conjunto de pares $(h_1,h_2)\in B\times B$ tal que $h_1$ es de la usc, $h_2$ es de la lsc, y $h_1\le h_2$. El paso principal de la prueba es una $1$-Lipschitz la retracción de este conjunto en su diagonal $\{(h,h) : h\in C\}$. Esto puede ser realizado a través de un proceso iterativo, ya que la constante de Lipschitz $1$ se conserva en virtud de la composición. Para el propósito de esta construcción, Kalton sustituye a un general conjunto compacto $K$ con el conjunto de Cantor, debido a la universalidad de la última.

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