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Hace $F(w(x))\leqslant C_wF(x)$ para una determinada constante $C_w$ con $F$ siendo una función de distancia?

Esto es una continuación de este otro pregunta Lo pregunté antes.

Dado que @Arnaud D. demostró en mi pregunta anterior que el resultado no puede mantenerse bajo una hipótesis tan débil, reforcé la hipótesis sobre la función $F$ .

Una función $F\colon \mathbb R^n\to \mathbb R$ se llama función de distancia si verifica las tres condiciones:

  • $F(x)\geqslant 0$ y $F(x)=0\iff x=0$ ,

  • $F(tx)=\vert t\vert F(x)$ ,

  • $F$ es continua.

Quiero demostrar el siguiente resultado.

Dejemos que $F\colon \mathbb R^n\to \mathbb R$ sea una función de distancia. Si $w\in \mathrm{GL}_n(\mathbb R)$ entonces existe una constante $C_w$ (que no depende de $X$ ), de manera que $$F(w(X))\leqslant C_wF(X). \quad \forall X \in \mathbb{R}^n$$

Creo que debería usar algo como $\Vert w(W)\Vert\leqslant \Vert w\Vert \cdot \Vert X\Vert$ o tratar de utilizar una matriz $W=(w_{i,j})$ para $w$ y calcular las coordenadas de $w(x)$ en términos de $w_{i,j}$ y $x_i$ .

Pero no puedo entenderlo. Cualquier pista o solución sería muy apreciada.

Observe que el contraejemplo proporcionado por @Arnaud D. en mi pregunta anterior no funciona aquí ya que no verifica $F(x)=0\iff x=0$ .

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Elio JOSEPH Puntos 33

Creo que por fin lo tengo, sólo necesito actuar como si $F$ es una norma. Te animo a que me critiques si esta prueba tiene fallos.

Dejemos que $$C_w:=\sup_{F(Y)=1} F(w(Y)),$$

que no depende de $X$ y está bien definido ya que $F$ es continua en la esfera unitaria compacta.

Supongo que $X\ne 0$ . Ahora, establece $Y:=\frac 1{F(X)} X$ que está bien definido ya que $F(X)\ne 0$ porque $X\ne 0$ y $F$ es una función de distancia.

Entonces, debido a las propiedades de $F$ :

$$F(w(X))=F(w(F(X)Y))=F(X)\underbrace{F(w(Y))}_{\leqslant C_W}.$$

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