10.1

Примеры с решениями

[4/100%]
Показать
LaTeX
Задача 10.1

Определить, являются ли следующие множества предкомпактными (компактными) в соответствующих пространствах:

?
(1)

M={en:n≥1}M = \left\{ e_{n}: n \geq 1\right\} в lp,1≤p<+∞;l_{p}, 1 \leq p < +\infty ;

(2)

M={xn(t)=e−nt,t∈[0,1]:n≥1}M = \left\{ x_{n}(t) = e^{-n t}, t \in [0,1]: n \geq 1\right\} в C([0,1])C(\left[0,1\right]), в Lp([0,1]),1≤p<+∞;L_{p}(\left[0,1\right]), 1 \leq p < +\infty ;

(3)

M={xα(t)=cos⁡αt,t∈[0,π]∣α∈[0,2]}M = \left\{ x_{\alpha }(t) = \cos \alpha t, t \in [0, \pi ] \mid \alpha \in [0,2]\right\} в C([0,π])C(\left[0, \pi \right]), в Lp([0,π]),1≤p<+∞;L_{p}(\left[0, \pi \right]), 1 \leq p < +\infty ;

(4)

M={xn(t)=cos⁡nt,t∈[0,π]:n≥1}M = \left\{ x_{n}(t) = \cos n t, t \in [0, \pi ]: n \geq 1\right\} в C([0,π])C(\left[0, \pi \right]), в Lp([0,π]),1≤p<+∞;L_{p}(\left[0, \pi \right]), 1 \leq p < +\infty ;

(5)

MM — ограниченное множество в C([0,1])C(\left[0,1\right]), состоящее из многочленов степени не выше nn, где nn фиксировано;

(6)

M={x∈C1([0,1])∣∫01∣x(t)∣dt≤1,∣x′(t)∣≤3,t∈[0,1]}M = \left\{ x \in C^{1}(\left[0,1\right])\left|\int_{0}^{1}\right| x(t)\left|d t \leq 1,\left|x^{\prime }(t)\right| \leq 3, t \in [0,1]\right\} \right. в C([0,1])C(\left[0,1\right]).

Задача 10.2

Пусть H=L2([a,b]),{pk∣1≤k≤n}H = L_{2}(\left[a, b\right]),\left\{ p_{k} \mid 1 \leq k \leq n\right\} и {qk∣1≤k≤n}\left\{ q_{k} \mid 1 \leq k \leq n\right\} — конечные наборы функций из L2([a,b])L_{2}(\left[a, b\right]). Доказать, что оператор, определённый формулой

(Ax)(t)=∫ab(∑k=1npk(t)qk(s))x(s)ds (A x)(t) = \int _{a}^{b}\left(\sum _{k = 1}^{n} p_{k}(t) q_{k}(s)\right) x(s) d s

компактен в HH.

?
Задача 10.3

Пусть {an:n≥1}\left\{ a_{n}: n \geq 1\right\} — ограниченная последовательность комплексных чисел. Рассмотрим оператор A:l2→l2,Ax=(a1x1,a2x2,…)A: l_{2} \rightarrow l_{2}, A x = \left(a_{1} x_{1}, a_{2} x_{2}, \ldots \right). Доказать, что AA компактен тогда и только тогда, когда lim⁡n→∞an=0\lim_{n \rightarrow \infty } a_{n} = 0.

?
Задача 10.4

Пусть K∈C([a,b]2)K \in C\left(\left[a, b\right]^{2}\right) и (Ax)(t)=∫abK(t,s)x(s)ds,t∈[a,b],x∈C([a,b])(A x)(t) = \int_{a}^{b} K(t, s) x(s) d s, t \in [a, b], x \in C(\left[a, b\right]). Доказать, что A∈S∞(C([a,b]))A \in S_{\infty }(C(\left[a, b\right])).

?