กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 5 นาที

ไม่มีชื่อบทความ

ใน ทางคณิตศาสตร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งใน การวิเคราะห์เชิง ฟังก์ชัน ฟังก์ชัน เชิงเส้นบวก บน ปริภูมิเวกเตอร์เรียงลำดับ ( วี , ≤ ) {\displaystyle (V,\leq )} เป็น ฟังก์ชันเชิงเส้น เอฟ...

ฟังก์ชันเชิงเส้นบวก

ในทางคณิตศาสตร์โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการวิเคราะห์เชิง ฟังก์ชัน ฟังก์ชันเชิงเส้นบวกบนปริภูมิเวกเตอร์เรียงลำดับ(วี,){\displaystyle (V,\leq )}เป็นฟังก์ชันเชิงเส้นเอฟ{\displaystyle f}บนวี{\displaystyle V}ดังนั้นสำหรับองค์ประกอบเชิงบวก ทั้งหมดวีวี,{\displaystyle v\in V,}นั่นคือวี0,{\displaystyle v\geq 0,}มันถือว่า เอฟ(วี)0.{\displaystyle f(v)\geq 0.}

กล่าวอีกนัยหนึ่ง ฟังก์ชันเชิงเส้นบวกรับประกันว่าจะให้ค่าที่ไม่เป็นลบสำหรับองค์ประกอบที่เป็นบวก ความสำคัญของฟังก์ชันเชิงเส้นบวกอยู่ที่ผลลัพธ์ต่างๆ เช่นทฤษฎีบทการแทนค่าของ Riesz–Markov–Kakutani

เมื่อไรวี{\displaystyle V}เนื่องจากเป็น ปริภูมิเวกเตอร์ เชิงซ้อนจึงถือว่าสำหรับทุก ๆวี0,{\displaystyle v\geq 0,}เอฟ(วี){\displaystyle f(v)}เป็นเรื่องจริง เช่นในกรณีที่วี{\displaystyle V}C *-พีชคณิตที่มีปริภูมิย่อยที่มีลำดับบางส่วนของสมาชิกสมมาตรในตัวเอง บางครั้งลำดับบางส่วนจะถูกกำหนดให้กับปริภูมิย่อยเท่านั้นวี,{\displaystyle W\subseteq V,}และคำสั่งบางส่วนนั้นไม่ได้ครอบคลุมถึงทั้งหมดวี,{\displaystyle V,}ในกรณีดังกล่าว องค์ประกอบเชิงบวกของวี{\displaystyle V}องค์ประกอบเชิงบวกของ,{\displaystyle W,}โดยการใช้สัญลักษณ์อย่างไม่ถูกต้อง ซึ่งหมายความว่าสำหรับพีชคณิต C* ฟังก์ชันเชิงเส้นบวกจะส่งค่าใดๆxวี{\displaystyle x\in V}เท่ากับ*{\displaystyle s^{\ast }s}สำหรับบางคนวี{\displaystyle s\in V}ไปสู่จำนวนจริง ซึ่งเท่ากับจำนวนเชิงซ้อนสังยุคของมัน และด้วยเหตุนี้ ฟังก์ชันเชิงเส้นบวกทั้งหมดจึงรักษาคุณสมบัติสมมาตรในตัวเองของจำนวนจริงดังกล่าวx.{\displaystyle x.}คุณสมบัตินี้ถูกนำไปใช้ในการสร้าง GNSเพื่อเชื่อมโยงฟังก์ชันเชิงเส้นบวกบนพีชคณิต C* กับ ผล คูณภายใน

เงื่อนไขที่เพียงพอสำหรับความต่อเนื่องของฟังก์ชันเชิงเส้นบวกทั้งหมด

มีกลุ่มเวกเตอร์สเปซเชิงทอพอโลยีเรียงลำดับ ขนาดใหญ่พอสมควร ซึ่งรูปแบบเชิงเส้นบวกทุกรูปแบบจะต้องต่อเนื่อง[ 1 ] ซึ่งรวมถึง แลตทิซเวกเตอร์เชิงทอพอโลยี ทั้งหมดที่สมบูรณ์ตามลำดับ[ 1 ]

ทฤษฎีบทให้X{\displaystyle X}เป็นปริภูมิเวกเตอร์เชิงทอพอโลยีแบบเรียงลำดับที่มีกรวยบวกซีX{\displaystyle C\subseteq X}และปล่อยให้บีพี(X){\displaystyle {\mathcal {B}}\subseteq {\mathcal {P}}(X)}หมายถึงกลุ่มของเซตย่อยที่มีขอบเขตทั้งหมดของX.{\displaystyle X.} จากนั้นเงื่อนไขต่อไปนี้แต่ละข้อก็เพียงพอที่จะรับประกันว่าฟังก์ชันเชิงเส้นบวกทุกตัวบนX{\displaystyle X}เป็นค่าต่อเนื่อง:

  1. ซี{\displaystyle C}มีพื้นที่ภายในเชิงทอพอโลยีที่ไม่ว่างเปล่า (ในX{\displaystyle X}). [ 1 ]
  2. X{\displaystyle X}สมบูรณ์และสามารถวัดได้และX=ซีซี.{\displaystyle X=CC.}[ 1 ]
  3. X{\displaystyle X}เป็นเรื่องเกี่ยวกับการเกิดและซี{\displaystyle C}เป็นกฎที่เข้มงวดแบบกึ่งสมบูรณ์บี{\displaystyle {\mathcal {B}}}-กรวยในX.{\displaystyle X.}[ 1 ]
  4. X{\displaystyle X}คือขีดจำกัดเชิงอุปนัยของครอบครัว(Xα)αเอ{\displaystyle \left(X_{\alpha }\right)_{\alpha \in A}}ของปริภูมิ Fréchet ที่เรียงลำดับ โดยสัมพันธ์กับตระกูลของแผนที่เชิงเส้นบวก โดยที่Xα=ซีαซีα{\displaystyle X_{\alpha }=C_{\alpha }-C_{\alpha }}สำหรับทุกคนαเอ,{\displaystyle \alpha \in A,}ที่ไหนซีα{\displaystyle C_{\alpha }}คือกรวยบวกของXα.{\displaystyle X_{\alpha }.}[ 1 ]

การขยายเชิงบวกอย่างต่อเนื่อง

ทฤษฎีบทต่อไปนี้เป็นผลงานของ H. Bauer และ Namioka โดยอิสระ[ 1 ]

ทฤษฎีบท : [ 1 ]ให้X{\displaystyle X}เป็นปริภูมิเวกเตอร์เชิงทอพอโลยีแบบเรียงลำดับ (TVS) ที่มีกรวยบวกซี,{\displaystyle C,}อนุญาตเอ็ม{\displaystyle M}เป็นปริภูมิย่อยเวกเตอร์ของอี,{\displaystyle E,}และปล่อยให้เอฟ{\displaystyle f}เป็นรูปแบบเชิงเส้นบนเอ็ม.{\displaystyle M.}แล้วเอฟ{\displaystyle f}มีการขยายไปสู่รูปแบบเชิงเส้นบวกต่อเนื่องบนX{\displaystyle X}ก็ต่อเมื่อมีบริเวณใกล้เคียงแบบนูนอยู่เท่านั้นยู{\displaystyle U}ของ0{\displaystyle 0}ในX{\displaystyle X}โดยที่อีกครั้งเอฟ{\displaystyle \operatorname {Re} f}มีขอบเขตบนเอ็ม(ยูซี).{\displaystyle M\cap (UC).}
บทสรุป : [ 1 ]ให้X{\displaystyle X}เป็นปริภูมิเวกเตอร์เชิงทอพอโลยีที่มีลำดับและมีกรวยบวกซี,{\displaystyle C,}อนุญาตเอ็ม{\displaystyle M}เป็นปริภูมิย่อยเวกเตอร์ของอี.{\displaystyle E.}ถ้าซีเอ็ม{\displaystyle C\cap M}ประกอบด้วยจุดภายในของซี{\displaystyle C}จากนั้นรูปแบบเชิงเส้นบวกต่อเนื่องทุกรูปแบบบนเอ็ม{\displaystyle M}มีการขยายไปสู่รูปแบบเชิงเส้นบวกต่อเนื่องบนX.{\displaystyle X.}
บทสรุป : [ 1 ]ให้X{\displaystyle X}เป็นปริภูมิเวกเตอร์เรียงลำดับที่มีกรวยบวกซี,{\displaystyle C,}อนุญาตเอ็ม{\displaystyle M}เป็นปริภูมิย่อยเวกเตอร์ของอี,{\displaystyle E,}และปล่อยให้เอฟ{\displaystyle f}เป็นรูปแบบเชิงเส้นบนเอ็ม.{\displaystyle M.}แล้วเอฟ{\displaystyle f}มีการขยายไปสู่รูปแบบเชิงเส้นบวกบนX{\displaystyle X}ก็ต่อเมื่อมีเซตย่อยดูดซับ นูนอยู่เท่านั้น{\displaystyle W}ในX{\displaystyle X}ประกอบด้วยต้นกำเนิดของX{\displaystyle X}โดยที่อีกครั้งเอฟ{\displaystyle \operatorname {Re} f}มีขอบเขตบนเอ็ม(ซี).{\displaystyle M\cap (WC).}

พิสูจน์: เพียงแค่บริจาคก็เพียงพอแล้วX{\displaystyle X}ด้วยโทโพโลยีแบบนูนเฉพาะที่ที่ดีที่สุด{\displaystyle W}เข้าไปในย่านหนึ่ง0X.{\displaystyle 0\in X.}

ตัวอย่าง

ลองพิจารณาตัวอย่างเช่นวี,{\displaystyle V,}พีชคณิต C* ของเมทริกซ์จัตุรัสเชิงซ้อน ที่มีองค์ประกอบบวกเป็นเมทริกซ์บวก กำหนด ฟังก์ชันร่องรอยที่กำหนดบนพีชคณิต C* นี้เป็นฟังก์ชันบวก เนื่องจากค่าลักษณะเฉพาะของเมทริกซ์บวกกำหนดใดๆ ก็ตามเป็นบวก ดังนั้นร่องรอยของมันจึงเป็นบวก

ลองพิจารณาพื้นที่ของ Riesz ดูสิซี(X){\displaystyle \mathrm {C} _{\mathrm {c} }(X)}ของฟังก์ชัน ต่อเนื่องค่าเชิงซ้อนทั้งหมด ที่มี ขอบเขตจำกัด บนปริภูมิเฮาส์ดอร์ฟแบบกะทัดรัดเฉพาะที่X.{\displaystyle X.}พิจารณาการวัดแบบปกติของโบเรลμ{\displaystyle \mu }บนX,{\displaystyle X,}และใช้งานได้จริงψ{\displaystyle \psi }กำหนดโดยψ(เอฟ)=Xเอฟ(x)μ(x) สำหรับทุกคน เอฟซี(X).{\displaystyle \psi (f)=\int _{X}f(x)d\mu (x)\quad {\text{ สำหรับทุก }}f\in \mathrm {C} _{\mathrm {c} }(X).}ดังนั้น ฟังก์ชันนี้เป็นบวก (ปริพันธ์ของฟังก์ชันบวกใดๆ จะเป็นจำนวนบวก) ยิ่งไปกว่านั้น ฟังก์ชันบวกใดๆ บนปริภูมินี้จะมีรูปแบบนี้ ดังที่ได้จากทฤษฎีบทการแทนของรีสซ์-มาร์คอฟ-คาคูทานิ

ฟังก์ชันเชิงเส้นบวก (พีชคณิต C*)

อนุญาตเอ็ม{\displaystyle M}เป็นพีชคณิต C* (โดยทั่วไปแล้ว คือระบบตัวดำเนินการในพีชคณิต C*)เอ{\displaystyle A}) ด้วยเอกลักษณ์1.{\displaystyle 1.}อนุญาตเอ็ม+{\displaystyle M^{+}}แทนเซตขององค์ประกอบบวกในเอ็ม.{\displaystyle M.}

ฟังก์ชันเชิงเส้นρ{\displaystyle \rho }บนเอ็ม{\displaystyle M}กล่าวกันว่าผลเป็นบวกหากρ(เอ)0,{\displaystyle \rho (a)\geq 0,}สำหรับทุกคนเอเอ็ม+.{\displaystyle a\in M^{+}.}

ทฤษฎีบทฟังก์ชันเชิงเส้นρ{\displaystyle \rho }บนเอ็ม{\displaystyle M}จะเป็นบวกก็ต่อเมื่อρ{\displaystyle \rho }มีขอบเขตและρ=ρ(1).{\displaystyle \|\rho \|=\rho (1).}[ 2 ]

อสมการโคชี-ชวาร์ซ

ถ้าρ{\displaystyle \rho }เป็นฟังก์ชันเชิงเส้นบวกบนพีชคณิต C*เอ,{\displaystyle A,}จากนั้นจึงสามารถกำหนดรูปแบบเซสควิลิเนียร์ กึ่งกำหนด บนได้เอ{\displaystyle A}โดยเอ,=ρ(*เอ).{\displaystyle \langle a,b\rangle =\rho (b^{\ast }a)}ดังนั้นจากอสมการโคชี-ชวาร์ซเราจึงได้ว่า |ρ(*เอ)|2ρ(เอ*เอ)ρ(*).{\displaystyle \left|\rho (b^{\ast }a)\right|^{2}\leq \rho (a^{\ast }a)\cdot \rho (b^{\ast }b).}

การประยุกต์ใช้ในเศรษฐศาสตร์

เมื่อกำหนดพื้นที่แล้วซี{\displaystyle C}ระบบราคาอาจมองได้ว่าเป็นฟังก์ชันเชิงเส้นบวกต่อเนื่องบนซี{\displaystyle C}.

ดูเพิ่มเติม

บรรณานุกรม

  • ริชาร์ด คาดิสัน , พื้นฐานทฤษฎีพีชคณิตตัวดำเนินการ เล่ม 1  : ทฤษฎีเบื้องต้น , สมาคมคณิตศาสตร์อเมริกัน. ISBN 978-0821808191.
  • นาริซี, ลอว์เรนซ์; เบคเกนสไตน์, เอ็ดเวิร์ด (2011). ปริภูมิเวกเตอร์เชิงทอพอโลยีคณิตศาสตร์บริสุทธิ์และประยุกต์ (  ฉบับพิมพ์ครั้งที่สอง). โบคา ราตัน, ฟลอริดา: สำนักพิมพ์ CRC. ISBN 978-1584888666. OCLC 144216834 . 
  • Schaefer, Helmut H. ; Wolff, Manfred P. (1999). ปริภูมิเวกเตอร์เชิงทอพอ โล ยีGTMเล่ม 8 (  ฉบับพิมพ์ครั้งที่สอง). นิวยอร์ก, นิวยอร์ก: สำนักพิมพ์ Springer New York. ISBN 978-1-4612-7155-0. OCLC 840278135 . 
  • เทรฟส์, ฟรองซัวส์ (2549) [2510] ปริภูมิเวกเตอร์ทอพอโลยี การแจกแจง และเคอร์เนล Mineola, NY: สิ่งพิมพ์โดเวอร์ไอเอสบีเอ็น 978-0-486-45352-1. OCLC 853623322 . 

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ไม่มีชื่อบทความ

ใน ทางคณิตศาสตร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งใน การวิเคราะห์เชิง ฟังก์ชัน ฟังก์ชัน เชิงเส้นบวก บน ปริภูมิเวกเตอร์เรียงลำดับ ( วี , ≤ ) {\displaystyle (V,\leq )} เป็น ฟังก์ชันเชิงเส้น เอฟ...

เงื่อนไขที่เพียงพอสำหรับความต่อเนื่องของฟังก์ชันเชิงเส้นบวกทั้งหมด

มีกลุ่ม เวกเตอร์สเปซเชิงทอพอโลยีเรียงลำดับ ขนาดใหญ่พอสมควร ซึ่งรูปแบบเชิงเส้นบวกทุกรูปแบบจะต้องต่อเนื่อง [ 1 ] ซึ่งรวมถึง แลตทิซเวกเตอร์เชิงทอพอโลยี ทั้งหมดที่ สมบูรณ์ตาม ลำดับ [ 1 ]

การขยายเชิงบวกอย่างต่อเนื่อง

ทฤษฎีบทต่อไปนี้เป็นผลงานของ H. Bauer และ Namioka โดยอิสระ [ 1 ]

ตัวอย่าง

ลองพิจารณาตัวอย่างเช่น วี , {\displaystyle V,} พีชคณิต C* ของ เมทริกซ์จัตุรัส เชิงซ้อน ที่มีองค์ประกอบบวกเป็น เมทริกซ์บวก กำหนด ฟังก์ชัน ร่องรอย ที่กำหนดบนพีชคณิต C* นี้เป็นฟังก์ชันบวก เนื่องจาก ค่าลักษณะเฉพาะ ของเมทริกซ์บวกกำหนดใดๆ ก็ตามเป็นบวก...