2.5

Сепарабельность нормированных пространств

[10/20%]
Показать
LaTeX
Задача 2.89

Доказать, что множество финитных последовательностей:

?
(а)

плотно в пространстве lp,p∈[1,∞)l_{p}, p \in [1, \infty );

(б)

плотно в пространстве c0c_{0};

(в)

не плотно в пространстве cc;

(г)

не плотно в пространстве l∞l_{\infty }.

Задача 2.90

Доказать, что множество многочленов:

?
(а)

плотно в пространстве C[0,1];C[0,1] ;

(б)

плотно в пространстве Cn[0,1]C^{n}[0,1];

(в)

плотно в пространстве Cp[0,1]C_{p}[0,1], где p∈[1,∞);p \in [1, \infty ) ;

(г)

плотно в пространствеCpn[0,1]C_{p}^{n}[0,1], где n=1,2,…n = 1,2, \ldots, а p∈[1,∞)p \in [1, \infty );

(д)

не плотно в пространстве L∞[0,1]L_{\infty }[0,1];

(е)

не плотно в пространстве BV[0,1]B V[0,1].

Задача 2.91

Пусть μ\mu — произвольная конечная мера на некоторой σ\sigma-алгебре Σ\Sigma подмножеств отрезка [0,1][0,1]. Доказать, что множество многочленов плотно в пространствах Lp([0,1],Σ,μ),p∈[1,∞)L_{p}([0,1], \Sigma , \mu ), p \in [1, \infty ).

?
Задача 2.92

Доказать, что множество кусочно-линейных функций:

?
(а)

плотно в пространстве C[0,1]C[0,1];

(б)

плотно в пространстве Lp[0,1],p∈[1,∞)L_{p}[0,1], p \in [1, \infty );

(в)

плотно в пространстве Wp1[0,1],p∈[1,∞)W_{p}^{1}[0,1], p \in [1, \infty );

(г)

не плотно в пространстве L∞[0,1]L_{\infty }[0,1];

(д)

не плотно в пространстве BV[0,1]B V[0,1].

Задача 2.93

В пространстве C[0,1]C[0,1] для произвольного натурального nn рассмотрим множество функций Fn={x∈C[0,1]:∃t0∈[0,1]∀t∈[0,1]∣x(t)−x(t0)∣⩽n∣t−t0∣}F_{n} = \left\{ x \in C[0,1]: \exists t_{0} \in [0,1] \forall t \in [0,1]\left|x(t)-x\left(t_{0}\right)\right| \leqslant n\left|t-t_{0}\right|\right\}. Доказать, что FnF_{n} нигде не плотно.

?
Задача 2.94

Пусть нормированные пространства X1X_{1} и X2X_{2} изоморфны. Доказать, что они либо оба сепарабельны, либо оба не сепарабельны.

?
Задача 2.95

Пусть (X,∥⋅∥)(X,\left\| \cdot \right\| ) — сепарабельное нормированное пространство, а X0X_{0} — его линейное подпространство. Доказать, что пространство (X0,∥⋅∥)(X_{0},\left\| \cdot \right\| ) сепарабельно.

?
Задача 2.96

Доказать, что если в нормированном пространстве найдётся несчётная система непересекающихся единичных шаров, то пространство несепарабельно.

?
Задача 2.97

Счётно ли множество M={x∈l1:xn∈Q для всех n∈N}M = \left\{ x \in l_{1}: x_{n} \in \mathbb {Q} \text{ для всех } n \in \mathbb {N}\right\}?

?
Задача 2.98

Определить, какие из следующих пространств сепарабельны:

?
(а)

lp(n),p∈[1,∞],n∈Nl_{p}(n), p \in [1, \infty ], n \in \mathbb {N};

(б)

lp,p∈[1,∞)l_{p}, p \in [1, \infty );

(в)

c0c_{0} и cc;

(г)

l∞l_{\infty };

(д)

C[0,1]C[0,1];

(е)

Cn[0,1],n∈NC^{n}[0,1], n \in \mathbb {N};

(ж)

Pn[0,1]\mathcal{P}_{n}[0,1];

(з)

Cp[0,1],p∈[1,∞)C_{p}[0,1], p \in [1, \infty );

(и)

Wpn[0,1],n∈N,p∈[1,∞)W_{p}^{n}[0,1], n \in \mathbb {N}, p \in [1, \infty );

(к)

P[0,1];\mathcal{P}[0,1] ;

(л)

Lp[0,1],p∈[1,∞)L_{p}[0,1], p \in [1, \infty );

(м)

L∞[0,1]L_{\infty }[0,1];

(н)

BV[0,1]B V[0,1] и BV0[0,1]B V_{0}[0,1];

(о)

AC(D)\mathcal{A C}(D);

(п)

Lp([0,1],Σ,μ),p∈[1,∞)L_{p}([0,1], \Sigma , \mu ), p \in [1, \infty ), мера μ\mu конечна;

(р)

Lp(R,Σ,μ),p∈[1,∞)L_{p}(\mathbb {R}, \Sigma , \mu ), p \in [1, \infty ), мера μσ\mu \sigma-конечна.