Ряды Фурье и единичной окружности
[18/0%]Покажите, что семейство тригонометрических функций, определённых в 11.1, является ортонормированным базисом пространства .
Используя результат упражнения 12(a) раздела 11A, покажите, что
Используя методы, аналогичные примеру 11.32, вычислите .
Если у вас есть желание потрудиться, можете также попробовать вычислить . Аналогичные методы позволяют вычислить для каждого положительного чётного числа . Вы прославитесь, если сумеете вычислить — на данный момент это открытый вопрос.
Пусть — измеримые функции. Докажите, что функция является измеримой функцией из в .
Здесь -алгебра на — это обычная -алгебра произведения, определённая в 5.2.
В каком месте доказательство 11.42 не работает при ?
Пусть . Докажите, что принимает вещественные значения (почти всюду) тогда и только тогда, когда для всех .
Пусть . Покажите, что тогда и только тогда, когда .
Пусть . Докажите, что для почти всех тогда и только тогда, когда
для всех .
В этом упражнении для каждого будем рассматривать как оператор на .
Покажите, что — самосопряжённый компактный оператор для каждого .
Для каждого найдите все собственные значения и собственные векторы оператора .
Докажите или опровергните: .
Пусть . Определим формулой .
Покажите, что — компактный оператор на .
Докажите, что инъективен тогда и только тогда, когда для всех .
Найдите формулу для .
Докажите: самосопряжён тогда и только тогда, когда все коэффициенты Фурье функции вещественны.
Покажите, что — нормальный оператор.
Покажите, что если , то
для тех , для которых имеет смысл; здесь и обозначают перенос на вещественную прямую, как определено в 11.24.
Пусть . Докажите, что если и , то — непрерывная функция на .
Пусть такая, что для бесконечно многих . Докажите, что если , то .
Покажите, что существует двусторонняя последовательность , такая что , но не существует с для всех .
Докажите, что если , то
для всех .
Пусть . Докажите, что для всех .
Пусть и . Докажите, что если , то
Докажите неравенство Виртингера: если — непрерывно дифференцируемая -периодическая функция и , то
причём равенство достигается тогда и только тогда, когда для некоторых постоянных .