อ่าน 5 นาที
ตัวดำเนินการที่กำหนดไว้อย่างหนาแน่น
ในทางคณิตศาสตร์โดยเฉพาะอย่างยิ่งในทฤษฎีตัวดำเนินการตัวดำเนินการที่มีนิยามหนาแน่นหรือตัวดำเนินการที่มีนิยามบางส่วนคือ ประเภทหนึ่งของฟังก์ชัน ที่มีนิยามบางส่วน...
ตัวดำเนินการที่กำหนดไว้อย่างหนาแน่น
ในทางคณิตศาสตร์โดยเฉพาะอย่างยิ่งในทฤษฎีตัวดำเนินการตัวดำเนินการที่มีนิยามหนาแน่นหรือตัวดำเนินการที่มีนิยามบางส่วนคือ ประเภทหนึ่งของฟังก์ชัน ที่มีนิยามบางส่วน ในเชิงโทโพโลยีมันคือตัวดำเนินการเชิงเส้นที่มีนิยาม "เกือบทุกที่" ตัวดำเนินการที่มีนิยามหนาแน่นมักเกิดขึ้นในการวิเคราะห์เชิงฟังก์ชันในฐานะการดำเนินการที่เราต้องการนำไปใช้กับกลุ่มของวัตถุที่กว้างกว่ากลุ่มที่"สมเหตุสมผล" ตามหลักการเบื้องต้น
ตัวดำเนินการแบบปิดที่ใช้ในทางปฏิบัติมักมีการกำหนดนิยามอย่างหนาแน่น
คำนิยาม
ให้เป็นปริภูมิเวกเตอร์เชิงทอพอโลยี
ตัวดำเนินการเชิงเส้นที่มีขอบเขตหนาแน่นจากไปคือตัวดำเนินการเชิงเส้นประเภท โดยที่เป็นเซตย่อยที่มีขอบเขตหนาแน่นของกล่าวอีกนัยหนึ่งคือฟังก์ชันบางส่วนที่มีโดเมนหนาแน่นใน
บางครั้งคำนี้อาจย่อเป็นเมื่อบริบททำให้ชัดเจนว่าอาจไม่ได้กำหนดไว้สำหรับทุกกรณี
คุณสมบัติ
ทฤษฎีบทกราฟปิด—ถ้า เป็น เซต เฮาส์ดอร์ฟและสามารถกำหนดเมตริกได้ และเป็นเซตที่กำหนดอย่างหนาแน่น โดยมีอินเวอร์สต่อเนื่องแล้วเป็นเซตปิด นั่นคือ เซตเป็นเซตปิดในโทโพโลยีผลคูณของ
พิจารณาเน็ต ใดๆ ภายในโดย ความต่อ เนื่องของดังนั้นจึงมีอยู่บางค่าที่ ทำให้และ
คุณสมบัติของเฮาส์ดอร์ฟรับประกันว่าการลู่เข้าแบบลำดับนั้นมีเอกลักษณ์คุณสมบัติเมตริกซ์รับประกันว่า เซต ที่ปิดแบบลำดับนั้นเป็นเซตปิด ในการวิเคราะห์เชิงฟังก์ชัน เงื่อนไขเหล่านี้มักจะเป็นจริง เนื่องจากปริภูมิส่วนใหญ่ที่พิจารณานั้นเป็นปริภูมิเฟรเชต์หรือแข็งแกร่งกว่าเฟรเชต์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งปริภูมิบานาคเป็นปริภูมิเฟรเชต์
ตัวอย่าง
ลำดับ
ให้เป็นปริภูมิ ฮิลเบิร์ตของลำดับที่หาผลรวมกำลังสองได้โดยมีฐานเชิงตั้งฉากปกติกำหนดตัวดำเนินการแนวทแยงมุมโดยมีโดเมนดังนั้น จึงมีความหนาแน่นในเนื่องจากลำดับที่มีขอบเขตจำกัดและมีความหนาแน่นในตัวดำเนินการปิดและไม่มีขอบเขตเนื่องจาก
มีอินเวอร์สที่มีขอบเขตอยู่ดังนั้น จึงเป็นฟังก์ชันหนึ่งต่อหนึ่งทั่วถึงที่มีอินเวอร์สที่มีขอบเขต ดังนั้นและโดยการใช้เหตุผลอนุกรมนอยมันน์เซตตัวผกผันของจะประกอบด้วยดิสก์หน่วยเปิด
อันที่จริง สเปกตรัมของ(นั่นคือ ส่วนเติมเต็มของเซตตัวผกผัน) คือเซตของจำนวนเต็มบวก เนื่องจากสำหรับใดๆสูตรแนวทแยง จะกำหนดตัวดำเนินการที่มีขอบเขต
ดังนั้น จึงเป็นตัวดำเนินการแบบปิดที่มีขอบเขตจำกัด ถูกกำหนดอย่างหนาแน่น มีตัวผกผันที่มีขอบเขตจำกัด และสเปกตรัมที่ไม่เป็นศูนย์และมีขอบเขตจำกัด
ความแตกต่าง
พิจารณาปริภูมิ ของ ฟังก์ชันต่อเนื่องค่าจริงทั้งหมดที่นิยามบนช่วงหน่วย ให้ แทนปริภูมิย่อยที่ประกอบด้วยฟังก์ชันที่หาอนุพันธ์ได้ต่อเนื่อง ทั้งหมด กำหนดนอร์มสูงสุดให้กับซึ่งทำให้ เป็น ปริภูมิบานาคจริงตัวดำเนินการหาอนุพันธ์ที่กำหนดโดยเป็นตัวดำเนินการเชิงเส้นที่นิยามบนปริภูมิย่อยเชิงเส้นหนาแน่นดังนั้นจึงเป็นตัวดำเนินการที่นิยามอย่างหนาแน่นบน
ตัวดำเนินการนี้เป็นตัวอย่างของตัวดำเนินการเชิงเส้นที่ไม่จำกัดขอบเขตเนื่องจาก ความไม่จำกัดขอบเขตนี้ก่อให้เกิดปัญหาหากต้องการขยายตัวดำเนินการอนุพันธ์อย่างต่อเนื่องไปยังทั้งหมดของ
พาเลย์-ไวเนอร์
อินทิกรัล Paley –Wienerเป็นตัวอย่างมาตรฐานของการขยายแบบต่อเนื่องของตัวดำเนินการที่กำหนดไว้อย่างหนาแน่น
ในปริภูมิเวียนเนอร์นามธรรม ใดๆ ที่มีตัวผกผันจะมีตัวดำเนินการเชิงเส้นต่อเนื่อง ตามธรรมชาติ (อันที่จริงมันคือการรวม และเป็นไอโซเมตรี ) จากไปยังภายใต้ ซึ่งไปยังชั้นสมมูลของใน สามารถแสดงได้ว่ามีความหนาแน่นใน เนื่องจากการรวมข้างต้นมีความต่อเนื่อง จึงมีการขยายเชิงเส้นต่อเนื่องที่ไม่ซ้ำกันของการรวมไปยังทั้งหมดของ การขยายนี้คือแผนที่พาเลย์-เวียนเนอร์
ดูเพิ่มเติม
- ทฤษฎีบทบลัมเบิร์ก – ฟังก์ชันจริงใดๆ บน R ยอมรับการจำกัดแบบต่อเนื่องบนเซตย่อยหนาแน่นของ R
- ทฤษฎีบทกราฟปิด (การวิเคราะห์เชิงฟังก์ชัน) – ทฤษฎีบทที่เชื่อมโยงความต่อเนื่องกับการปิดของกราฟ
- การขยายเชิงเส้น (พีชคณิตเชิงเส้น) – ฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ในพีชคณิตเชิงเส้น
- ฟังก์ชันบางส่วน – ฟังก์ชันที่มีโดเมนนิยามที่แท้จริงอาจเล็กกว่าโดเมนที่ปรากฏ
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ตัวดำเนินการที่กำหนดไว้อย่างหนาแน่น
ในทางคณิตศาสตร์โดยเฉพาะอย่างยิ่งในทฤษฎีตัวดำเนินการตัวดำเนินการที่มีนิยามหนาแน่นหรือตัวดำเนินการที่มีนิยามบางส่วนคือ ประเภทหนึ่งของฟังก์ชัน ที่มีนิยามบางส่วน...
คำนิยาม
ให้เป็น ปริภูมิเวกเตอร์เชิงทอพอ โลยี X , วาย {\displaystyle X,Y}
คุณสมบัติ
ทฤษฎีบทกราฟปิด — ถ้า เป็น เซต เฮาส์ดอร์ฟและสามารถกำหนดเมตริกได้ และเป็นเซตที่กำหนดอย่างหนาแน่น โดยมีอินเวอร์สต่อเนื่องแล้วเป็นเซตปิด นั่นคือ เซตเป็นเซตปิดใน โทโพโลยีผลคูณ ของ X , วาย {\displaystyle X,Y} ที : ดี ( ที ) → วาย {\displaystyle T:D(T)\to Y} เอส :...
ลำดับ
ให้เป็นปริภูมิ ฮิลเบิร์ต ของ ลำดับที่หาผลรวมกำลังสองได้ โดยมีฐานเชิงตั้งฉากปกติกำหนด ตัวดำเนินการแนวทแยงมุม โดยมีโดเมนดังนั้น จึงมีความหนาแน่นในเนื่องจาก ลำดับที่มีขอบเขตจำกัด และมีความหนาแน่นในตัวดำเนินการปิดและ ไม่มีขอบเขต เนื่องจาก X = ℓ 2 ( เอ็น )...