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"Cada lineal de la asignación de un número finito de dimensiones del espacio es continuo"

De La Wiki

Cada función lineal en un finito-dimensional espacio es continuo.

Me preguntaba cuál es el dominio y codominio de tal función lineal?

Son dos espacios vectoriales topológicos (no necesariamente el mismo), como a lo largo como el dominio es finito-dimensional? Puede el codominio ser diferente normativa espacio (y no puede ser finito-dimensional)?

Pregunté esto porque vi en otros lugares de la misma declaración, excepto el dominio es finito-dimensional normativa espacio, y también estoy seguro si el codominio puede ser diferente normativa espacio (y no puede ser finito-dimensional).

Gracias y saludos!

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Davide Giraudo Puntos 95813

El resultado que podemos mostrar es el siguiente:

Deje $E$ $F$ dos espacios vectoriales topológicos, y $T\colon E\to F$ lineal en el mapa. Si $E$ es finito dimensionales, a continuación, $T$ es continua.

En primer lugar, si $(e_1,\ldots,e_n)$ es una base de $E$, entonces cualquier conjunto de $n+1$ vectores de $T(E)$ es linealmente dependiente, por lo $T(E)$ tiene una dimensión $\leqslant n$. Deje $k$ ser la dimensión de la $T(E)$, e $(v_1,\ldots,v_k)$ una base de este espacio. Nos pueden escribir para cualquier $x\in E$: $T(x)=\sum_{i=1}^ka_i(x)v_i$ y desde $v_i$ es una base cada una de las $a_i$ es lineal. Tenemos que mostrar que cada mapa $T_i\colon E\to F$, $T_i(x)=:a_i(x)v_i$ es continua.


Añadido: el mapa de $x\mapsto a_i(x)$ está bien definido debido a $(v_1,\ldots,v_k)$ es una base. En particular, toma finito de valores.


Por definición de una topología sobre un espacio vectorial topológico sólo tenemos que demostrar que el mapa de $x\mapsto a_i(x)$ es continua. Para hacerlo, utilizamos el hecho de que un número finito de dimensiones topológicas espacio vectorial puede ser equipado con una norma que le da la misma topología (de hecho, es el único), es decir, poner a $$N\left(\sum_{j=1}^n\alpha_jx_j\right):=\sum_{j=1}^n|\alpha_j|.$$ Ahora, la continuidad es fácil de comprobar: que denotan $x=\sum_{j=1}^nx_je_j$ $y=\sum_{j=1}^ny_je_j$ $$|a_i(x)-a_i(y)|\leqslant \sum_{j=1}^n|a_i((x_j-y_j)e_j)|=\sum_{j=1}^n|x_j-y_j|\cdot |a_i(e_j)|\leqslant N(x-y)\sum_{j=1}^n|a_i(e_j),$$ desde $|x_j-y_j|\leqslant N(x-y)$ todos los $1\leqslant j\leqslant n$.

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Rudy the Reindeer Puntos 20855

Hay un bonito reportaje de una prueba de una versión más simple de este (por normativa espacios vectoriales) en la Wikipedia. Permítanme reproducir la prueba dada en la Wikipedia:

Si $T:X\to Y$ es lineal en el mapa donde $X,Y$ normativa espacios vectoriales y $X$ tiene dimensión finita, a continuación, $T$ es continua.

Prueba: Supongamos $e_1,\dots, e_n$ ser una base de $X$. A continuación, para $x \in X$ hemos

$$ \|Tx\|_Y = \|T \sum_i \alpha_i e_i\|_Y = \|\sum_i \alpha_i Te_i \|_Y \le \sum_i |\alpha_i|\|Te_i\|_Y$$

Deje $\varepsilon >0$ ser dado y deje $M = \max_i \|Te_i\|_Y$. Deje $\delta = {\varepsilon \over M}$. A continuación, para $x$ $\|x\|,\delta$ hemos

$$ \|Tx\|_Y \le \sum_i |\alpha_i|\|Te_i\|_Y \le M \sum_i |\alpha_i| < \varepsilon$$

por lo tanto $T$ es continua.

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