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¿Norma correspondiente de una doble norma?

Deje $(X,N_1)$ ser un espacio de Banach (separable si es necesario) y deje $(X^*,N_1^*)$ ser su espacio dual. Aquí $N_1^*$ denota la clásica doble norma asociada a $N_1$.

Deje $N_2^*$ ser un equivalente de la norma a$N_1^*$$X^*$. Podemos construir una norma $N_2$ $X$ tal que $N_2^*$ es el correspondiente doble norma asociada a $N_2$?

Mi idea es la siguiente :

$$ N_2 (x) := \sup_{\substack{f \in X^* \\ N_2^* (f) \leq 1}} \vert f(x) \vert. $$

Sin embargo, con una definición de $N_2$, no puedo demostrar que $N_2^*$ es el doble de la norma asociada a $N_2$ ...

Gracias por cualquier ayuda.

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user309395 Puntos 1

La respuesta se puede encontrar en "Cálculo sin derivados" del Prof. Jean-Paul Penot. Me refiero a Lexema 3.94 p.251.

La respuesta es la siguiente : un equivalente de la norma en el dual $X^*$ es el doble de la norma de una norma equivalente en $X$ si y sólo si es débil-* menor semicontinuo.

La principal idea es la siguiente. Consideremos las notaciones introducidas en la pregunta anterior.

--> Si $N_2^*$ es una norma en $X^*$ equivalente a $N_1^*$, entonces se puede demostrar fácilmente que $N_2$ es una norma equivalente a $N_1$.

--> Ahora, vamos a denotar por $\tilde{N}_2$ el doble de la norma asociada a $N_2$. Nuestro objetivo es demostrar que $N_2^* = \tilde{N}_2$. Según lo detallado por @anónimo, se puede demostrar fácilmente que $\tilde{N}_2 \leq N^*_2$.

--> Ahora, supongamos por contradicción que existe $f \in X^*$ tal que $\tilde{N}_2 (f) < N^*_2 (f)$. Entonces, existe $g \in X^*$ tal que $0 < \tilde{N}_2 (g) \leq 1 < N^*_2 (g)$. Desde $N^*_2$ es débil-* menor semicontinuo, su unidad es el de la bola de B es convexo y cerrado en $X^*$ con el débil-* topología. Como consecuencia, de la de Hahn-Banach separación teorema, podemos separar $\{ g \}$$B$. Desde la doble vertiente de la $X^*$ (dotado con el débil-* topología) coincide con $X$, obtenemos que existe $x_0 \in X$ tal que $$ f(x_0) \leq \alpha - \varepsilon < \alpha + \varepsilon \leq g(x_0)$$ for all $f \in B$. In particular, $x_0 \neq 0$. Then, from definition of $N_2$, we get that $$N_2 (x_0) < g(x_0) \leq \tilde{N}_2 (g_0) N_2 (x_0)$$ and we obtain that $\tilde{N}_2 (g_0) > 1$. Esta es una contradicción.

La conclusión de la siguiente manera.

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