2

Пространства

[6/100%]
Показать
LaTeX
Задача 13

Если M\mathbf{M} — конечномерное линейное многообразие в гильбертовом пространстве H\mathbf{H}, а N\mathbf{N} — подпространство (замкнутое линейное многообразие) в H\mathbf{H}, то векторная сумма M+N\mathbf{M} + \mathbf{N} обязательно замкнута (и потому равна линейной оболочке M∨N\mathbf{M} \vee \mathbf{N}).

?
Задача 14

Для каких кардинальных чисел mm решётка подпространств гильбертова пространства размерности mm модулярна? дистрибутивна?

?
Примечание.
?

Совокупность всех подпространств гильбертова пространства образует решётку. Это означает, что совокупность частично упорядочена (по включению) и что любые два её элемента M\mathbf{M} и N\mathbf{N} имеют наименьшую верхнюю грань, или супремум (а именно линейную оболочку M∨N\mathbf{M} \vee \mathbf{N}), и наибольшую нижнюю грань, или инфимум (а именно пересечение M∩N\mathbf{M} \cap \mathbf{N}). Решётка называется дистрибутивной, если (в обозначениях, принятых для подпространств)

L∩(M∨N)=(L∩M)∨(L∩N) \mathbf{L} \cap (\mathbf{M} \vee \mathbf{N}) = (\mathbf{L} \cap \mathbf{M}) \vee (\mathbf{L} \cap \mathbf{N})

тождественно по L\mathbf{L}, M\mathbf{M} и N\mathbf{N}.

Существует ослабление этого условия дистрибутивности, называемое модулярностью; решётка называется модулярной, если дистрибутивный закон, записанный выше, выполняется по крайней мере при N⊂L\mathbf{N} \subset \mathbf{L}. В этом случае, разумеется, L∩N=N\mathbf{L} \cap \mathbf{N} = \mathbf{N}, и тождество принимает вид

L∩(M∨N)=(L∩M)∨N \mathbf{L} \cap (\mathbf{M} \vee \mathbf{N}) = (\mathbf{L} \cap \mathbf{M}) \vee \mathbf{N}

(с условием N⊂L\mathbf{N} \subset \mathbf{L}, по-прежнему остающимся в силе).

Задача 15

Для подпространств M\mathbf{M} и N\mathbf{N} гильбертова пространства векторная сумма M+N\mathbf{M} + \mathbf{N} замкнута тогда и только тогда, когда модулярное равенство

L∩(M∨N)=(L∩M)∨N \mathbf{L} \cap (\mathbf{M} \vee \mathbf{N}) = (\mathbf{L} \cap \mathbf{M}) \vee \mathbf{N}

выполняется всякий раз, когда N⊂L\mathbf{N} \subset \mathbf{L}.

?
Задача 16

Гильбертово пространство локально компактно тогда и только тогда, когда оно конечномерно.

?
Задача 17

Гильбертово пространство H\mathbf{H} сепарабельно тогда и только тогда, когда dim⁡H≤ℵ0\dim \mathbf{H} \leq \aleph_0.

?
Задача 18

Для любой меры в бесконечномерном гильбертовом пространстве мера каждого непустого шара бесконечна.

?
Примечание.
?

Здесь "мера" означает счётно-аддитивную функцию множества μ\mu, определённую (по крайней мере) на совокупности всех борелевских множеств (σ\sigma-алгебре, порождённой открытыми множествами), так что 0≤μ(M)≤∞0 \leq \mu (M) \leq \infty для всех борелевских множеств MM, причём каждое непустое открытое множество имеет положительную меру, а μ\mu инвариантна относительно сдвигов (то есть μ(f+M)=μ(M)\mu (f+M) = \mu (M) для каждого вектора ff и каждого борелевского множества MM).