8 votos

$\ell_1$ y convergencia incondicional

Gracias al teorema de Riemann sabemos que la convergencia absoluta y convergencia incondicional son los mismos para $\mathbb{R}$. En todos los espacios de Frechet de convergencia absoluta implica la convergencia incondicional. Hay contraejemplos para conversar implicación en algunos espacios - por ejemplo, en $\ell_p$ ($p>1$) la serie $\sum_{n=1}^\infty \frac{1}{n}e_n$ es incondicionalmente convergente pero no absolutamente convergente (donde $e_n$ $1$ $n$ $0$ lo contrario). Sin embargo, no funciona para $\ell_1$. Aquí está mi pregunta:

¿Convergencia incondicional implica la convergencia absoluta en $\ell_1$?

Yo no puedo venir con el argumento o un contraejemplo. Estoy particularmente interesado en el caso real si importa.

8voto

Joe Lencioni Puntos 4642

Aquí es un ejemplo claro de un incondicionalmente convergente la serie en $\ell_1$ que no es absolutamente convergente.

Vamos $$ A_0=\left[\matriz {1}\right] $$ y definir $x_1=(1,0,0,\ldots)$.

Conjunto $$\estilo de texto A_1=\left[\matriz {{1\over2}&\phantom{-}{1\over2}\cr{1\over2} y{1\over2}\cr}\right]. $$

Definir $x_2$ $x_3$ a ser los vectores en $\ell_1$ correspondiente a las filas de $A_1$ rellena con un cero en la primera coordenada y se rellena con ceros a la derecha.

Las filas de $A_1$ son esencialmente las dos primeras funciones de Rademacher visto como elementos en $\ell_1$. Por Khintchine la desigualdad, tenemos $$ \biggl\Vert\,\sum_{i=2}^3 c_i x_i\,\biggr\Vert_{\ell_1} \le K \Bigl(\,\sum_{i=2}^3 c_i^2\,\Bigr)^{1/2}, $$ para cualquier elección de escalares $c_i$ donde $K$ es la constante en Khintchine la desigualdad.

Vamos $$\estilo de texto A_2=\left[\matriz { {1\over8} &\phantom{-}{1\over8} &\phantom{-}{1\over8} &\phantom{-}{1\over8} &\phantom{-} {1\over8} &\phantom{-} {1\over8} &\phantom{-}{1\over8} &\phantom{-} {1\over8} \cr {1\over8} &\phantom{-} {1\over8} &\phantom{-}{1\over8} &\phantom{-}{1\over8} Y-{1\over8} y{1\over8} y{1\over8} y{1\over8} \cr {1\over8} &\phantom{-} {1\over8} y{1\over8} y{1\over8} &\phantom{-}{1\over8} &\phantom{-} {1\over8} y {1\over8} y{1\over8} \cr {1\over8} y {1\over8} &\phantom{-}{1\over8} y{1\over8} &\phantom{-}{1\over8} Y-{1\over8} &\phantom{-}{1\over8} y{1\over8} \cr }\right]. $$

Definir $x_4$, $x_5$, $x_6$, y $x_7$ a ser los vectores en $\ell_1$ correspondiente a las filas de $A_2$ se rellenan con ceros en las tres primeras coordenadas y se rellena con ceros a la derecha.

Las filas de $A_2$ son esencialmente la primera de cuatro funciones de Rademacher visto como elementos en $\ell_1$. Por Khintchine la desigualdad $$ \biggl\Vert\,\sum_{i=4}^7 c_i x_i\,\biggr\Vert_{\ell_1} \le K \Bigl(\,\sum_{i=4}^7 c_i^2\,\Bigr)^{1/2}, $$ para cualquier elección de escalares $c_i$.

Después construimos $A_3$ $8\times128$ "Rademacher matriz". Definimos $x_8$, $x_9$, $\ldots\,$, $x_{15}$ a ser los vectores en $\ell_1$ correspondiente a las filas de $A_3$ collar en forma adecuada (disjointly apoyado desde el anterior $x_i$). Entonces tenemos $$ \biggl\Vert\,\sum_{i=8}^{15} c_i x_i\,\biggr\Vert_{\ell_1} \le K \Bigl(\,\sum_{i=8}^{15} c_i^2\,\Bigr)^{1/2}, $$ para cualquier elección de escalares $c_i$.

$$\vdots$$

Tenga en cuenta la suma de $\sum\limits_{i=1}^\infty {1\over i} x_i$.

Deje $n$ ser un número entero. Elija el entero más grande $m$ $2^m\le n$ y el conjunto de $$ c_i=\casos{\estilo de texto{1\over i},&$i\ge n$\cr 0,\strut& lo contrario.} $$ Tenemos, entonces, el uso de la "disjointness" de la $A_i$, para cualquier elección de signos $\{\epsilon_i\}$: $$\eqalign{ \biggl\Vert\sum_{i=n}^\infty \, {\estilo de texto{1\over i}}\epsilon_i x_i\biggr\Vert_{\ell_1}\, &=\sum_{i=m}^\infty \,\, \biggl\Vert \,\sum_{x_j\en A_i} \epsilon_j{c_j} x_j\,\biggr \Vert_{\ell_1} \cr &\le K\sum_{i=m}^\infty \Bigr( \,\sum_{j=2^i}^{2^{i+1}-1} {\estilo de texto{(\epsilon_j c_j)^2}}\,\Bigl)^{1/2}\cr &\le K\sum_{i=m}^\infty \Bigr( \,\sum_{j=2^i}^{2^{i+1}-1} {\estilo de texto{1\over j^2}}\,\Bigl)^{1/2}\cr &\le K\sum_{i=m}^\infty \bigl(\estilo de texto{1\over2^i}\bigr)^{1/2}\cr Y= {K (1/\sqrt2)^{m-1}\(\sqrt2-1)}\cr &\buildrel{n\rightarrow\infty}\over\longrightarrow0. } $$ De ello se sigue que la suma de $\sum\limits_{i=1}^\infty {1\over i} x_i$ es incondicionalmente convergente en $\ell_1$.

Pero, tomando nota de que el $\ell_1$-norma de cualquier $x_i$ es 1, tenemos $$ \sum\limits_{i=1}^\infty \bigl\Vert {\estilo de texto{1\over i}}x_i\bigr\Vert_{\ell_1} =\sum\limits_{i=1}^\infty{\estilo de texto{1\over i}}=\infty; $$ y por lo tanto $\sum\limits_{i=1}^\infty {1\over i} x_i$ es no es absolutamente convergente en $\ell_1$.

5voto

clintp Puntos 5127

No se no se. Más en general, existen incondicionalmente convergente la serie que no son absolutamente convergentes en cualquier infinito-dimensional espacio de Banach. Una prueba de este hecho se puede encontrar en este artículo 1950 por A. Dvoretzky y C. R. Rogers.

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X