กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 9 นาที

ตัวดำเนินการเชิงเส้นแบบอินทิกรัล

ในการวิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์ ตัวดำเนินการเชิงเส้นแบบอินทิกรัล คือ ตัวดำเนินการเชิงเส้น T ที่กำหนดโดยการอินทิเกรต กล่าวคือ

ตัวดำเนินการเชิงเส้นแบบอินทิกรัล

ในการวิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์ตัวดำเนินการเชิงเส้นแบบอินทิกรัลคือ ตัวดำเนินการเชิงเส้นTที่กำหนดโดยการอินทิเกรต กล่าวคือ

โดยที่เรียกว่าเคอร์เนลการบูรณาการ

โดยทั่วไปแล้วรูปแบบทวิเชิงเส้นเชิงปริพันธ์คือฟังก์ชันทวิเชิงเส้นที่อยู่ในปริภูมิคู่ต่อเนื่องของ ซึ่ง เป็นผล คูณเทนเซอร์แบบฉีดของปริภูมิเวกเตอร์เชิงทอ พอโลยีแบบนูนเฉพาะที่ (TVSs) XและYตัวดำเนินการเชิงเส้นเชิงปริพันธ์คือ ตัวดำเนินการเชิงเส้นต่อเนื่องที่เกิดขึ้นในลักษณะมาตรฐานจากรูปแบบทวิเชิงเส้นเชิงปริพันธ์

แผนที่เหล่านี้มีบทบาทสำคัญในทฤษฎีเกี่ยวกับปริภูมินิวเคลียร์และแผนที่นิวเคลียร์

นิยาม - รูปแบบอินทิกรัลคือรูปแบบคู่ของผลคูณเทนเซอร์แบบฉีด

ให้XและYเป็นเวกเตอร์สถานะคู่แบบนูนเฉพาะที่ (locally convex TVS) ให้แทน ผล คูณเทนเซอร์เชิงโปรเจกทีฟให้แทนส่วนเติมเต็มของผลคูณเทนเซอร์เชิงโปรเจก ทีฟ ให้ แทนผลคูณเทนเซอร์เชิงอินเจกทีฟ และ ให้ แทนส่วนเติมเต็มของผลคูณเทนเซอร์เชิงอินเจกทีฟ สมมติว่าแทนการฝังแบบ TVS ของลงในส่วนเติมเต็มของผลคูณเทนเซอร์เชิงอินเจกทีฟ และให้ เป็น ทรานสโพสของซึ่งเป็นการแปลงเวกเตอร์สถานะคู่ สิ่งนี้ระบุว่าปริภูมิคู่ต่อเนื่องของเหมือนกับปริภูมิคู่ต่อเนื่องของ ทุกประการ

ให้แทนแผนที่เอกลักษณ์ และแทนทรานสโพส ของมัน ซึ่งเป็นการฉีดแบบต่อเนื่อง จำได้ว่าสามารถระบุได้อย่างชัดเจนกับ ซึ่งเป็น ปริภูมิของแผนที่ทวิเชิงเส้นแบบต่อเนื่องบนด้วยวิธีนี้ ปริภูมิคู่แบบต่อเนื่องของสามารถระบุได้อย่างชัดเจนว่าเป็นปริภูมิย่อยเวกเตอร์ของ ซึ่งแทนด้วยองค์ประกอบของเรียกว่ารูปแบบปริพันธ์ (ทวิเชิงเส้น)บนทฤษฎีบทต่อไปนี้พิสูจน์ความหมายของคำว่า ปริพันธ์

ทฤษฎีบท[ 1 ] [ 2 ]คู่J ( X , Y )ของประกอบด้วยฟอร์มทวิเชิงเส้นต่อเนื่องuบนในรูปแบบ

โดยที่SและTเป็นเซตย่อยแบบปิดอย่างอ่อนและต่อเนื่องสม่ำเสมอ (ดังนั้นจึงเป็นเซตกระชับอย่างอ่อน) ของเซตคู่และตามลำดับ และ เป็น มาตรวัดเรดอนบวก (ซึ่งจำเป็นต้องมีขอบเขต) บนเซต (กระชับ)

นอกจากนี้ยังมีสูตรที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิด[ 3 ]ของทฤษฎีบทข้างต้นที่สามารถใช้เพื่ออธิบายคำศัพท์ รูปแบบทวิเชิงเส้น แบบอินทิกรัลได้ เช่นกัน : รูปแบบทวิเชิงเส้นต่อเนื่องบนผลคูณของปริภูมิเว้าเฉพาะที่ถือเป็นอินทิกรัลก็ต่อเมื่อมีปริภูมิโทโพโลยีขนาดกะทัดรัดที่มีมาตรวัดเรดอนบวก (ซึ่งจำเป็นต้องมีขอบเขต) และแผนที่เชิงเส้นต่อเนื่องจากและไปยังปริภูมิบานาคเช่นนั้น

,

กล่าวคือ รูปแบบดังกล่าวสามารถเกิดขึ้นได้จากการอินทิเกรตฟังก์ชัน (ซึ่งมีขอบเขตจำกัด) บนปริภูมิกระชับ

แผนที่เชิงเส้นแบบอินทิกรัล

แผนที่เชิงเส้นต่อเนื่องเรียกว่าอินทิกรัลหากรูปแบบทวิเชิงเส้นที่เกี่ยวข้องเป็นรูปแบบทวิเชิงเส้นอินทิกรัล โดยที่รูปแบบนี้กำหนดโดย[ 4 ​​] ดังนั้นจึงสรุปได้ว่าแผนที่อินทิกรัลมีรูปแบบดังนี้: [ 4 ]

สำหรับเซตย่อย SและTที่ปิดอย่างอ่อนและต่อเนื่องสม่ำเสมอที่เหมาะสมของและตามลำดับ และมาตรวัดเรดอนบวกบางค่าที่มีมวลรวม ≤ 1 อินทิกรัลข้างต้นเป็นอินทิกรัลแบบอ่อนดังนั้นความเท่าเทียมกันจะเป็นจริงก็ต่อเมื่อ สำหรับทุก, .

เมื่อกำหนดแผนที่เชิงเส้นเราสามารถกำหนดรูปแบบทวิเชิงเส้นแบบแคนอนิกซึ่งเรียกว่ารูปแบบทวิเชิงเส้นที่เกี่ยวข้องบนโดยแผนที่ต่อเนื่องเรียกว่า แผนที่ อินทิกรัลถ้ารูปแบบทวิเชิงเส้นที่เกี่ยวข้องเป็นรูปแบบทวิเชิงเส้นอินทิกรัล[ 5 ]แผนที่อินทิกรัลมีรูปแบบ สำหรับทุกและ:

สำหรับเซตย่อยที่ปิดอย่างอ่อนและต่อเนื่องสม่ำเสมอที่เหมาะสมและของและตามลำดับ และค่าการวัดมวลรวมของ Radon ที่ เป็นบวกบางค่า

ความสัมพันธ์กับปริภูมิฮิลเบิร์ต

ผลลัพธ์ต่อไปนี้แสดงให้เห็นว่าแผนที่อินทิกรัล "แยกตัวประกอบผ่าน" ปริภูมิฮิลเบิร์ต

ข้อเสนอ: [ 6 ] สมมติว่าเป็นการแมปอินทิกรัลระหว่าง TVS นูนเฉพาะที่ที่มีY Hausdorff และสมบูรณ์ มีปริภูมิฮิลเบิร์ตHและการแมปเชิงเส้นต่อเนื่องสองรายการและเช่นนั้น

นอกจากนี้ ตัวดำเนินการอินทิกรัลทุกตัวระหว่างปริภูมิฮิลเบิร์ตสองปริภูมิจะเป็นนิวเคลียร์[ 6 ]ดังนั้น ตัวดำเนินการเชิงเส้นต่อเนื่องระหว่างปริภูมิฮิลเบิร์ต สองปริภูมิ จะเป็นนิวเคลียร์ก็ต่อเมื่อเป็นตัวดำเนินการอินทิกรัล

เงื่อนไขที่เพียงพอ

แผนที่นิวเคลียร์ทุกอันเป็นแบบอินทิกรัล[ 5 ] บทกลับบางส่วนที่สำคัญคือ ตัวดำเนินการอินทิกรัลทุกตัวระหว่างปริภูมิฮิลเบิร์ต สอง อันเป็นแบบนิวเคลียร์[ 6 ]

สมมติว่าA , B , CและDเป็น TVS ที่มีความนูนเฉพาะที่แบบ Hausdorff และ, , และเป็นตัวดำเนินการเชิงเส้นต่อเนื่องทั้งหมด ถ้า เป็นตัวดำเนินการเชิงปริพันธ์แล้วการประกอบ ก็จะเป็นตัวดำเนินการ เชิงปริพันธ์เช่นกัน[ 6 ]

ถ้าเป็นตัวดำเนินการเชิงเส้นต่อเนื่องระหว่างปริภูมิบรรทัดฐานสองปริภูมิ จะ เป็นปริพันธ์ก็ต่อเมื่อเป็นปริพันธ์[ 7 ]

สมมติว่าเป็นการแมปเชิงเส้นต่อเนื่องระหว่าง TVS ที่เป็นนูนเฉพาะที่ ถ้าเป็นจำนวนเต็มแล้วทรานสโพส ของมันก็เป็นจำนวนเต็มเช่น กัน[ 5 ] ตอนนี้สมมติว่าทรานสโพส ของการแมปเชิงเส้นต่อเนื่องเป็นจำนวนเต็ม แล้วจะเป็นจำนวนเต็มถ้าการฉีดแบบแคนอนิก(กำหนดโดยค่าที่x ) และเป็นการฝัง TVS (ซึ่งเกิดขึ้นถ้าตัวอย่างเช่นและเป็นแบบบาร์เรลหรือเมตริกซ์ได้) [ 5 ]

คุณสมบัติ

สมมติว่าA , B , CและD เป็น TVS ที่มีความนูนเฉพาะ ที่แบบ Hausdorff โดยที่BและD สมบูรณ์ถ้า, , และเป็นแผนที่เชิงเส้นแบบอินทิกรัลทั้งหมด การประกอบกันของพวกมันจะเป็นนิวเคลียร์ [ 6 ] ดังนั้น โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ถ้าX เป็น ปริภูมิ Fréchetมิติอนันต์ การฉายภาพเชิงเส้นแบบต่อเนื่องไม่สามารถเป็นตัวดำเนินการอินทิกรัลได้

ดูเพิ่มเติม

บรรณานุกรม

  • พื้นที่นิวเคลียร์ที่ ncatlab
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Integral_linear_operator&oldid=1262615920 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ตัวดำเนินการเชิงเส้นแบบอินทิกรัล

ในการวิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์ ตัวดำเนินการเชิงเส้นแบบอินทิกรัล คือ ตัวดำเนินการเชิงเส้น T ที่กำหนดโดยการอินทิเกรต กล่าวคือ

นิยาม - รูปแบบอินทิกรัลคือรูปแบบคู่ของผลคูณเทนเซอร์แบบฉีด

ให้ X และ Y เป็นเวกเตอร์สถานะคู่แบบนูนเฉพาะที่ (locally convex TVS) ให้แทน ผล คูณเทนเซอร์เชิงโปรเจกทีฟ ให้แทนส่วนเติมเต็มของผล คูณเทนเซอร์เชิงโปรเจก ทีฟ ให้ แทนผลคูณเทนเซอร์เชิงอินเจกทีฟ และ ให้ แทนส่วนเติมเต็มของผลคูณเทนเซอร์เชิงอินเจกทีฟ...

แผนที่เชิงเส้นแบบอินทิกรัล

แผนที่เชิงเส้นต่อเนื่องเรียกว่า อินทิกรัล หากรูปแบบทวิเชิงเส้นที่เกี่ยวข้องเป็นรูปแบบทวิเชิงเส้นอินทิกรัล โดยที่รูปแบบนี้กำหนดโดย[ 4 ​​] ดังนั้น จึงสรุปได้ว่าแผนที่อินทิกรัลมีรูปแบบดังนี้: [ 4 ] κ : X → วาย ′ {\displaystyle \kappa :X\to Y'} ( x , y ) ∈ X ×...

ความสัมพันธ์กับปริภูมิฮิลเบิร์ต

ผลลัพธ์ต่อไปนี้แสดงให้เห็นว่าแผนที่อินทิกรัล "แยกตัวประกอบผ่าน" ปริภูมิฮิลเบิร์ต