Полные и минимальные системы векторов
[20/35%]Пусть — нормированное пространство. Доказать, что оно сепарабельно тогда и только тогда, когда в существует счётная полная система.
Доказать, что в любом бесконечномерном банаховом пространстве существует линейно независимая система (т. е. ни один из векторов системы не является конечной линейной комбинацией остальных), не являющаяся минимальной.
Доказать, что система векторов нормированного пространства полна тогда и только тогда, когда она тотальна.
Пусть — система векторов нормированного пространства . Доказать, что она минимальна тогда и только тогда, когда для неё найдётся биортогональная система функционалов . Доказать, что эти функционалы также образуют минимальную систему в пространстве .
Привести пример банахова пространства и минимальной системы , для которой не существует биортогональной системы . Доказать, что в рефлексивном пространстве такой пример невозможен.
Пусть — нормированное пространство. Доказать, что для любой конечной линейно независимой системы функционалов существует биортогональная ей система векторов (ср. с задачей 5.4). Доказать, что для любой конечной линейно независимой системы векторов существует биортогональная ей система функционалов .
Пусть — полная минимальная система векторов нормированного пространства . Доказать, что биортогональная система (она существует согласно задаче 10.4) единственна. Доказать, что в случае рефлексивного пространства система полна в (согласно задаче 10.4 она минимальна).
Пусть и — нормированные пространства, оператор и . Доказать, что полнота системы в влечёт полноту системы в .
Пусть система полна в нормированном пространстве и каждый вектор есть конечная линейная комбинация векторов системы . Доказать, что система тоже полна.
Пусть и — нормированные пространства, и . Доказать, что минимальность системы в влечёт минимальность системы в .
Привести пример банахова пространства , инъективного оператора и такой минимальной системы , что система не является минимальной.
Исследовать систему на полноту и минимальность в пространствах
;
;
;
.
Для всякого с исследовать систему векторов
на полноту и минимальность в пространствах
;
.
Исследовать систему векторов на полноту и минимальность в пространствах
;
.
Исследовать следующие системы векторов на полноту и минимальность в пространствах , и :
;
;
;
;
;
;
;
Пусть — строго возрастающая последовательность положительных чисел со свойством . Доказать, что система полна
в пространстве ;
в пространстве .
(Х. Мюнц, 1914). Система степеней , где , полна в пространстве тогда и только тогда, когда и .
В пространстве привести пример такой неполной системы векторов , что для любой непрерывной функции из равенств , следует .
Пусть — банахово пространство, а система слабо полна в нём, т. е. для любого вектора существует последовательность , слабо сходящаяся к . Доказать, что тогда система полна в в обычном смысле.
Пусть — полная и минимальная система в гильбертовом пространстве , а — биортогональная ей система. Доказать, что если для всех , то — ортонормированный базис в .