7 votos

Dos espacios de Banach si y sólo si el criterio para la gama de cerrados no acotados operador a ser cerrado?

Deje $E$ $F$ dos espacios de Banach. Deje $A: D(A) \subset E \to F$ ser cerrado sin límites operador. ¿Cómo puedo ver que $R(A)$ es cerrado si y sólo si existe una constante $C$ tal que$$\text{dist}(u, N(A)) \le C\|Au\| \text{ for all }u \in D(A)?$$Here, $D$ denotes domain, $R$ denotes range, $$ N denota el kernel.

Idea. Probablemente desee considerar el operador $T: E_0 \to F$ donde $E_0 = D(A)$ con el gráfico de la norma y $T = A$ en algún sentido? Pero no estoy muy seguro de qué hacer a continuación.

5voto

s.harp Puntos 475

La primera parte de la respuesta fue mal, así que he quitado de ti. He escrito una nueva versión y lo puso en la final. También la segunda parte (que es ahora la primera parte) ha sido reescrito.

Supongamos $R$ es cerrado (con esto $R$ se convierte en un espacio de Banach).

En general $D$ con el gráfico de la norma $||u||_G := ||u|| + ||A(u)||$ es un espacio de Banach. Esto es así porque es un subconjunto cerrado de $E \oplus F$ desde $A$ es un cerrado operador.

$A$ es claramente delimitado en este espacio. Tomando el cociente del espacio de $D/N$ el mapa de $\tilde A([u]):=A(u)$ está bien definido, delimitado, inyectiva y tiene el mismo rango como $A$. Como tal, $\tilde A: D/N \to R$ es un bijective delimitada mapa entre dos espacios de Banach. El inverso $\tilde A^{-1} : R \to D/N$ es entonces también una limitada operador lineal.

La norma en $D/N$ está dado por: $||[u]||_{D/N}=\text{dist}(u,N)_G=\text{dist}(u,N)+||A(u)||$.

Finalmente: $$\text{dist}(u,N)=||[u]||_{D/N}-||A(u)||=||\tilde A^{-1}(\tilde A([u]))||_{D/N}-||A(u)||≤(||\tilde A^{-1}||-1)\ ||A(u)||$$

La otra dirección funciona de la siguiente manera:

Supongamos que $\text{dist}(u,N)≤C\ ||A(u)||$ $\forall u \in D$.

Como se ha visto antes de $D/N$ es un espacio de Banach si $D$ es dado gráfico de la norma. En este espacio se puede considerar que la bijective delimitada la función $\tilde A: D/N \to R$.

La inversa de a $\tilde A$ también es limitada ya que:

$$\frac{||\tilde A^{-1}(\tilde A([u]))||_{D/N}}{||\tilde A([u])||}=\frac{\text{dist}(u,N)+||A(u)||}{||A(u)||}≤C+1$$

Ahora vamos a $A(u_n)$ ser de Cauchy. A continuación, $||[u_n]-[u_m]||_{D/N}≤||\tilde A ^{-1}||\cdot ||A(u_n)-A(u_m)]]$ $[u_n]$ es de Cauchy. Pero desde $D/N$ es un espacio de Banach el límite de $[u]$ existe y $||A(u_n)-A(u)||≤||\tilde A||\cdot ||[u_n]-[u]||_{D/N}$, así que como resultado de $A(u_n)$ converge a $A(u)$.

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