6

Безусловные базисы в банаховых пространствах

[8/100%]
Показать
LaTeX
Задача 6.1

Докажите лемму 6.1.

?
Примечание.
?

Лемма 6.1: Для последовательности {xn}\left\{ x_{n}\right\} в банаховом пространстве XX следующие два утверждения равносильны: (a) {xn}\left\{ x_{n}\right\} — безусловный базис для XX; (b) {xσ(n)}\left\{ x_{\sigma (n)}\right\} — базис для XX для каждой перестановки σ\sigma множества N\mathbb {N}. В этом случае, если {an}\left\{ a_{n}\right\} — последовательность коэффициентных функционалов для {xn}\left\{ x_{n}\right\}, то {aσ(n)}\left\{ a_{\sigma (n)}\right\} — последовательность коэффициентных функционалов для {xσ(n)}\left\{ x_{\sigma (n)}\right\}.

Задача 6.2

Докажите лемму 6.2: пусть T:X→YT: X \rightarrow Y — топологический изоморфизм банаховых пространств, и пусть {xn}\left\{ x_{n}\right\} — базис для XX.

?
(a)

Если {xn}\left\{ x_{n}\right\} — безусловный базис для XX, то {Txn}\left\{ T x_{n}\right\} — безусловный базис для YY.

(b)

Если {xn}\left\{ x_{n}\right\} — ограниченный безусловный базис для XX, то {Txn}\left\{ T x_{n}\right\} — ограниченный безусловный базис для YY.

Задача 6.3

Докажите теорему 6.4.

?
Задача 6.4

Пусть {xn}\left\{ x_{n}\right\} — безусловный базис банахова пространства XX с ассоциированными коэффициентными функционалами {an}\left\{ a_{n}\right\}.

?
(a)

Докажите, что {an}\left\{ a_{n}\right\} является безусловной базисной последовательностью в X∗X^{*}.

(b)

Покажите, что если XX рефлексивно, то {an}\left\{ a_{n}\right\} — безусловный базис для X∗X^{*}.

Задача 6.5

(См. главу 14 для доказательства того, что {e2πint}n∈Z\left\{ e^{2 \pi i n t}\right\}_{n \in \mathbb {Z}} является базисом для Lp(T)L^{p}(\mathbf{T}) при 1<p<∞1 < p < \infty, но не является базисом для L1(T)L^{1}(\mathbf{T}) или C(T)C(\mathbf{T}).)

?
(a)

Используйте теорему Орлича, чтобы доказать, что {e2πint}n∈Z\left\{ e^{2 \pi i n t}\right\}_{n \in \mathbb {Z}} не может быть безусловным базисом для Lp(T)L^{p}(\mathbf{T}) при 1≤p<21 \leq p < 2.

(b)

Рассуждая по двойственности, покажите, что она также не может быть безусловным базисом при 2<p<∞2 < p < \infty.

Задача 6.6

Пусть XX — вещественное банахово пространство, и предположим, что {xn}\left\{ x_{n}\right\} — безусловный базис для XX с константой безусловного базиса KE=1\mathcal{K}_{\mathcal{E}} = 1. Для данных x=∑anxnx = \sum a_{n} x_{n} и y=∑bnyny = \sum b_{n} y_{n} в XX будем говорить, что x≤yx \leq y, если an≤bna_{n} \leq b_{n} для каждого nn. Покажите, что ≤\leq является частичным порядком на XX, и что XX является банаховой решёткой в смысле определения 3.35. Используя обозначения этого определения, покажите, что x∨y=∑max⁡{an,bn}xnx \vee y = \sum \max \left\{ a_{n}, b_{n}\right\} x_{n}, x∧y=∑min⁡{an,bn}xnx \wedge y = \sum \min \left\{ a_{n}, b_{n}\right\} x_{n}, и ∣x∣=∑∣an∣xn\left|x\right| = \sum \left|a_{n}\right| x_{n}.

?
Задача 6.7

Положим F=RF = \mathbb {R}. Система Хаара является ортонормированным базисом для L2[0,1]L^{2}[0,1], так что по упражнению 6.6 существует частичный порядок ≤\leq на L2[0,1]L^{2}[0,1], индуцированный этим безусловным базисом. Существует также обычный частичный порядок ≤\leq на L2[0,1]L^{2}[0,1], определённый как f≤gf \leq g, если f(t)≤g(t)f(t) \leq g(t) для п.в. tt. Совпадают ли эти два порядка?

?
Задача 6.8
?
(a)

Покажите, что aN→∞a_{N} \rightarrow \infty.

(b)

Покажите, что 0≤bN≤20 \leq b_{N} \leq 2 для каждого NN.