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Ptolomaeus

铁杆木虫 (正式写手)

[交流] 请教Hilbert空间一个证明~

试证:完备Hilbert空间中任何非空凸闭集套有非空的交。
是Kolmogorov的函数论与泛函分析初步里的习题,甚为头疼啊。。。

[ Last edited by Ptolomaeus on 2009-12-5 at 12:50 ]
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Pchief

铁杆木虫 (正式写手)

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
小木虫(金币+0.2):抢了个小板凳,给个红包
haixing2008(金币+6,VIP+0):多谢交流!多谢解答!鼓励一下! 12-5 09:55
非空凸闭集套?严格定义是怎样的?

我对“凸闭集套”这个名词的理解是这样的:

原空间的一列子集{C_{n}},每个C_{n}是凸的闭集,且包含下一个集合C_{n+1}, n=1,2, ... .

如果是这样理解法,那么这个定理的结论根本不成立,反例:

令原空间为实数集,范数为通常的绝对值,考虑这样一列集:

C_n = [n, +∞).

可以验证每个C_n是凸闭集且包含C_{n+1},但 ∩C_{n} 是空的。

要么是我理解不对,要么楼主还少写了条件,好比说C_{n}应该有界或紧致之类
3楼2009-12-05 03:38:04
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Pchief

铁杆木虫 (正式写手)

★ ★ ★
bluesine(金币+3,VIP+0):感谢您的解答,欢迎常来数学板块。 12-6 12:01
因为上传附件不好使,只能手打,比较难看,将就了


设{C_{n}} 是Hilbert空间X中的有界凸闭集,而且每个C_{n}包含下一个集合C_{n+1}。

在每个 C_{n} 中取一个点 x_{n},因为 X 是自反的,所以有界集 C_{1} 是弱列紧的,于是 {x_{n}} 作为 C_{1} 中的点列,有子列 {x_{n_k}} 弱收敛到某个 x ,不失一般性可以设 {x_{n}} 本身弱收敛到 x, 再由Mazur定理,存在 x_{n} 的凸组合序列 {y_{n}} 按范数收敛到 x,因为C_{1}为凸集,每个 y_{n}∈C_{1},又C_{1} 为 闭集,最后得 x∈C_{1}。

重复上述推理得 x∈C_{2},x∈C_{3},等等,因此 x∈∩C_{n},结论得证。

[ Last edited by Pchief on 2009-12-6 at 06:02 ]
6楼2009-12-05 23:06:20
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Pchief

铁杆木虫 (正式写手)

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dingleimilan(金币+2,VIP+0):多谢交流 12-6 12:49
以上证明只用到 X 为自反Banach空间这个条件,因此结论对任意自反Banach空间仍然成立。

至于4楼我就不多说了,自己回去温习闭集的定义
7楼2009-12-05 23:11:21
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