กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 5 นาที

มาตรฐานเดียวกัน

การเปลี่ยนเส้นทางที่สามารถพิมพ์ได้/เปลี่ยนทางจากคำพ้องความหมาย

ในการวิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์บรรทัดฐานสม่ำเสมอ (หรือนอร์มสูงสุด (sup norm ) กำหนดค่าให้กับฟังก์ชันที่มีขอบเขตซึ่งมีค่าเป็นจำนวนจริงหรือจำนวนเชิงซ้อนเอฟ{\displaystyle...

มาตรฐานเดียวกัน

เส้นรอบรูปของสี่เหลี่ยมจัตุรัสคือเซตของจุดในℝ²ที่ค่าสูงสุดของนอร์มเท่ากับค่าคงที่บวกที่กำหนดไว้ ตัวอย่างเช่น จุด( 2, 0) , (2, 1)และ(2, 2)อยู่บนเส้นรอบรูปของสี่เหลี่ยมจัตุรัสและอยู่ในเซตของเวกเตอร์ที่มีค่าสูงสุดของนอร์มเท่ากับ 2

ในการวิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์บรรทัดฐานสม่ำเสมอ (หรือนอร์มสูงสุด (sup norm ) กำหนดค่าให้กับฟังก์ชันที่มีขอบเขตซึ่งมีค่าเป็นจำนวนจริงหรือจำนวนเชิงซ้อนเอฟ{\displaystyle f}กำหนดบนเซตเอส{\displaystyle S}จำนวนที่ไม่เป็นลบ

เอฟ=เอฟ,เอส=จีบ{|เอฟ()|:เอส}.{\displaystyle \|f\|_{\infty }=\|f\|_{\infty ,S}=\sup \left\{\,|f(s)|:s\in S\,\right\}.}

มาตรฐานนี้เรียกอีกอย่างว่าบรรทัดฐานสูงสุดบรรทัดฐานเชบิเชฟนอร์มอนันต์หรือเมื่อค่าสูงสุดคือค่าสูงสุดจริงๆนอร์มสูงสุดชื่อ "นอร์มเอกรูป" มาจากข้อเท็จจริงที่ว่าลำดับของฟังก์ชัน{เอฟn}{\displaystyle \left\{f_{n}\right\}}ลู่เข้าสู่เอฟ{\displaystyle f}ภายใต้เมตริกที่ได้มาจากบรรทัดฐานเอกรูปก็ต่อเมื่อเอฟn{\displaystyle f_{n}}ลู่เข้าสู่เอฟ{\displaystyle f}สม่ำเสมอ[ 1 ]

ถ้าเอฟ{\displaystyle f}ถ้าฟังก์ชันต่อเนื่องบนช่วงปิดและมีขอบเขตหรือโดยทั่วไปแล้ว บนเซต กระชับ ฟังก์ชัน นั้นจะมีขอบเขต และค่าสูงสุดในนิยามข้างต้นได้มาจากการทฤษฎีบทค่าสุดขีด ของไวเออร์สตรัส ดังนั้นเราจึงสามารถแทนที่ค่าสูงสุดด้วยค่าสูงสุดได้ ในกรณีนี้ ค่าบรรทัดฐานก็เรียกว่าค่าสูงสุดเช่นกันบรรทัดฐานสูงสุดโดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าx{\displaystyle x}เป็นเวกเตอร์บางตัวที่มีลักษณะดังนี้x=(x1,x2,,xn){\displaystyle x=\left(x_{1},x_{2},\ldots ,x_{n}\right)}ในปริภูมิพิกัดมิติจำกัดจะมีรูปแบบดังนี้:

x:=สูงสุด(|x1|,,|xn|).{\displaystyle \|x\|_{\infty }:=\max \left(\left|x_{1}\right|,\ldots ,\left|x_{n}\right|\right).}

สิ่งนี้เรียกว่า{\displaystyle \ell ^{\infty }}- นอร์ม

คำนิยาม

โดยทั่วไปแล้ว บรรทัดฐานแบบเอกรูปจะถูกกำหนดขึ้นสำหรับฟังก์ชันที่มีขอบเขตซึ่งมีค่าอยู่ในปริภูมิบรรทัดฐานให้X{\displaystyle X}เป็นชุดและปล่อยให้(วาย,วาย){\displaystyle (Y,\|\|_{Y})}เป็นพื้นที่ที่มีมาตรฐานบนฉากถ่ายทำวายX{\displaystyle Y^{X}}ของฟังก์ชันจากX{\displaystyle X}ถึงวาย{\displaystyle Y}มีบรรทัดฐานที่ขยายเพิ่มเติมซึ่งกำหนดโดย

เอฟ=จีบxXเอฟ(x)วาย[0,].{\displaystyle \|f\|=\sup _{x\in X}\|f(x)\|_{Y}\in [0,\infty ].}

โดยทั่วไปแล้วนี่คือบรรทัดฐานที่ขยายออกไปเนื่องจากฟังก์ชันเอฟ{\displaystyle f}อาจไม่มีขอบเขต การจำกัดบรรทัดฐานที่ขยายนี้เฉพาะฟังก์ชันที่มีขอบเขต (กล่าวคือ ฟังก์ชันที่มีบรรทัดฐานที่ขยายข้างต้นเป็นค่าจำกัด) จะได้บรรทัดฐาน (ที่มีค่าจำกัด) ที่เรียกว่าบรรทัดฐานเอกรูปบนวายX{\displaystyle Y^{X}}โปรดทราบว่านิยามของบรรทัดฐานสม่ำเสมอไม่ได้อาศัยโครงสร้างเพิ่มเติมใดๆ บนเซตX{\displaystyle X}แม้ว่าในทางปฏิบัติแล้วX{\displaystyle X}โดยทั่วไปแล้วมักจะเป็น ปริภูมิเชิงทอพอโลยีอย่างน้อยที่สุด

การบรรจบกันของวายX{\displaystyle Y^{X}}ในโทโพโลยีที่เกิดจากบรรทัดฐานขยายแบบเอกรูป คือการลู่เข้าแบบเอกรูปสำหรับลำดับ และสำหรับเน็ตและฟิลเตอร์บนวายX{\displaystyle Y^{X}}.

เราสามารถกำหนดเซตปิดและการปิดของเซตโดยสัมพันธ์กับโทโพโลยีเมตริกนี้ได้ เซตปิดในบรรทัดฐานเอกรูปบางครั้งเรียกว่าเซตปิดเอกรูปและการปิดเรียก ว่า การปิดเอกรูป การปิดเอกรูปของเซตฟังก์ชัน A คือปริภูมิของฟังก์ชันทั้งหมดที่สามารถประมาณได้ด้วยลำดับของฟังก์ชันที่ลู่เข้าเอกรูปบนเอ.{\displaystyle A.}ตัวอย่างเช่น การกล่าวซ้ำทฤษฎีบทสโตน-ไวเออร์สตรัส อีกรูปแบบหนึ่ง คือ เซตของฟังก์ชันต่อเนื่องทั้งหมดบน[เอ,]{\displaystyle [a,b]}คือการปิดแบบเอกรูปของเซตพหุนามบน[เอ,].{\displaystyle [a,b].}

สำหรับ ฟังก์ชัน ต่อเนื่อง เชิงซ้อน บนปริภูมิกระชับ จะทำให้กลายเป็นพีชคณิต C* (ดูการแสดงแทนแบบ Gelfand )

โครงสร้างที่อ่อนแอกว่าซึ่งเหนี่ยวนำให้เกิดโทโพโลยีของการบรรจบกันอย่างสม่ำเสมอ

เมตริกสม่ำเสมอ

เมตริกสม่ำเสมอระหว่างฟังก์ชันสองฟังก์ชันที่มีขอบเขตเอฟ,จี:Xวาย{\displaystyle f,g\colon X\to Y}จากชุดหนึ่งX{\displaystyle X}ไปยังปริภูมิเมตริก(วาย,วาย){\displaystyle (Y,d_{Y})}ถูกกำหนดโดย

(เอฟ,จี)=จีบxXวาย(เอฟ(x),จี(x)){\displaystyle d(f,g)=\sup _{x\in X}d_{Y}(f(x),g(x))}

เมตริกแบบเอกรูปเรียกอีกอย่างว่าเมตริกเชบิเชฟ ตั้งชื่อตามปาฟนูตี เชบิเชฟผู้ซึ่งเป็นคนแรกที่ศึกษาเมตริกอย่างเป็นระบบ ในกรณีนี้เอฟ{\displaystyle f}มีขอบเขตอย่างแม่นยำก็ต่อเมื่อ(เอฟ,จี){\displaystyle d(f,g)}มีค่าจำกัดสำหรับฟังก์ชันคงที่ บางฟังก์ชันจี{\displaystyle g}หากเราอนุญาตให้ฟังก์ชันไม่จำกัดขอบเขต สูตรนี้จะไม่ให้ค่าบรรทัดฐานหรือเมตริกในความหมายที่แท้จริง แม้ว่าเมตริกแบบขยาย ที่ได้มา จะยังคงอนุญาตให้กำหนดโทโพโลยีบนปริภูมิฟังก์ชันที่เกี่ยวข้องได้ก็ตาม การลู่เข้าก็ยังคงเป็นการลู่เข้าแบบสม่ำเสมอโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ลำดับ{เอฟn:n=1,2,3,}{\displaystyle \left\{f_{n}:n=1,2,3,\ldots \right\}}ลู่เข้า สู่ฟังก์ชันอย่างสม่ำเสมอเอฟ{\displaystyle f}ก็ต่อเมื่อ ลิมn(เอฟn,เอฟ)=0.{\displaystyle \lim _{n\rightarrow \infty }d(f_{n},f)=0.\,}

ถ้า(วาย,วาย){\displaystyle (Y,\|\|_{Y})}ถ้าเป็นปริภูมิบรรทัดฐานแล้ว ปริภูมินั้นก็จะเป็นปริภูมิเมตริกโดยธรรมชาติ เมตริกที่ขยายบนวายX{\displaystyle Y^{X}}ค่าที่ได้จากบรรทัดฐานขยายแบบเอกรูปนั้นเหมือนกับค่าเมตริกขยายแบบเอกรูป

(เอฟ,จี)=จีบxXเอฟ(x)จี(x)วาย{\displaystyle d(f,g)=\sup _{x\in X}\|f(x)-g(x)\|_{Y}}

บนวายX{\displaystyle Y^{X}}

ความสม่ำเสมอของการบรรจบกันแบบสม่ำเสมอ

อนุญาตX{\displaystyle X}เป็นชุดและปล่อยให้(วาย,อีวาย){\displaystyle (Y,{\คณิตศาสตร์ {E}__{Y})}เป็นปริภูมิเอกรูป ลำดับ(เอฟn){\displaystyle (f_{n})}ของฟังก์ชันจากX{\displaystyle X}ถึงวาย{\displaystyle Y}กล่าวกันว่าลู่เข้าสู่ฟังก์ชันอย่างสม่ำเสมอเอฟ{\displaystyle f}ถ้าสำหรับผู้ติดตามแต่ละคนอีอีวาย{\displaystyle E\in {\คณิตศาสตร์ {E}__{Y}}มีจำนวนธรรมชาติn0{\displaystyle n_{0}}โดยที่(เอฟn(x),เอฟ(x)){\displaystyle (f_{n}(x),f(x))}เป็นของอี{\displaystyle E}เมื่อใดก็ตามxX{\displaystyle x\in X}และnn0{\displaystyle n\geq n_{0}}ในทำนองเดียวกันสำหรับเน็ต นี่คือการบรรจบกันในโทโพโลยีบนวายX{\displaystyle Y^{X}}ที่จริงแล้ว ชุดเหล่านั้น

{(เอฟ,จี):xX:(เอฟ(x),จี(x))อี}{\displaystyle \{(f,g)\colon \forall x\in X\colon (f(x),g(x))\in E\}}

ที่ไหนอี{\displaystyle E}วิ่งผ่านกลุ่มผู้ติดตามวาย{\displaystyle Y}ก่อให้เกิดระบบพื้นฐานของกลุ่มผู้ติดตามที่มีความสม่ำเสมอวายX{\displaystyle Y^{X}}เรียกว่าความสม่ำเสมอของการบรรจบกันอย่างสม่ำเสมอวายX{\displaystyle Y^{X}}การลู่เข้าแบบสม่ำเสมอคือการลู่เข้าภายใต้โทโพโลยีแบบสม่ำเสมออย่างแท้จริง

ถ้า(วาย,วาย){\displaystyle (Y,d_{Y})}ถ้าเป็นปริภูมิเมตริกแล้ว โดยค่าเริ่มต้นจะมีคุณสมบัติความสม่ำเสมอทางเมตริกคุณสมบัติความสม่ำเสมอทางเมตริกบนวายX{\displaystyle Y^{X}}เมื่อพิจารณาถึงเมตริกขยายแบบเอกรูปแล้ว ความเอกรูปของการลู่เข้าแบบเอกรูปบนวายX{\displaystyle Y^{X}}.

คุณสมบัติ

เซตของเวกเตอร์ที่มีค่านอร์มอนันต์เป็นค่าคงที่ที่กำหนดให้,{\displaystyle c,}ก่อให้เกิดพื้นผิวของไฮเปอร์คิวบ์ที่มีความยาวด้าน 2.{\displaystyle 2c.}

เหตุผลของการใช้ตัวห้อย “{\displaystyle \infty }“นั่นหมายความว่าเมื่อใดก็ตามที่...”เอฟ{\displaystyle f}ต่อเนื่องและเอฟพี<{\displaystyle \Vert f\Vert _{p}<\infty }สำหรับบางคนพี(0,){\displaystyle p\in (0,\infty )}, แล้ว ลิมพีเอฟพี=เอฟ,{\displaystyle \lim _{p\to \infty }\|f\|_{p}=\|f\|_{\infty },} ที่ไหน เอฟพี=(ดี|เอฟ|พีμ)1/พี{\displaystyle \|f\|_{p}=\left(\int _{D}|f|^{p}\,d\mu \right)^{1/p}} ที่ไหนดี{\displaystyle D}เป็นขอบเขตของเอฟ{\displaystyle f}ปริพันธ์จะมีค่าเท่ากับผลรวม ถ้าดี{\displaystyle D}เป็นเซตแบบไม่ต่อเนื่อง (ดูp -norm )

ดูเพิ่มเติม

ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Uniform_norm&oldid=1265503853 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ มาตรฐานเดียวกัน

ในการวิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์บรรทัดฐานสม่ำเสมอ (หรือนอร์มสูงสุด (sup norm ) กำหนดค่าให้กับฟังก์ชันที่มีขอบเขตซึ่งมีค่าเป็นจำนวนจริงหรือจำนวนเชิงซ้อนเอฟ{\displaystyle...

คำนิยาม

โดยทั่วไปแล้ว บรรทัดฐานแบบเอกรูปจะถูกกำหนดขึ้นสำหรับ ฟังก์ชันที่มีขอบเขต ซึ่งมีค่าอยู่ใน ปริภูมิบรรทัดฐาน ให้ X {\displaystyle X} เป็นชุดและปล่อยให้ ( วาย , ‖ ‖ วาย ) {\displaystyle (Y,\|\|_{Y})} เป็น พื้นที่ที่มีมาตรฐาน บนฉากถ่ายทำ วาย X {\displaystyle...

เมตริกสม่ำเสมอ

เมตริก สม่ำเสมอ ระหว่างฟังก์ชันสองฟังก์ชันที่มีขอบเขต เอฟ , จี : X → วาย {\displaystyle f,g\colon X\to Y} จากชุดหนึ่ง X {\displaystyle X} ไปยัง ปริภูมิเมตริก ( วาย , ง วาย ) {\displaystyle (Y,d_{Y})} ถูกกำหนดโดย

ความสม่ำเสมอของการบรรจบกันแบบสม่ำเสมอ

อนุญาต X {\displaystyle X} เป็นชุดและปล่อยให้ ( วาย , อี วาย ) {\displaystyle (Y,{\คณิตศาสตร์ {E}__{Y})} เป็น ปริภูมิเอก รูป ลำดับ ( เอฟ n ) {\displaystyle (f_{n})} ของฟังก์ชันจาก X {\displaystyle X} ถึง วาย {\displaystyle Y}...