stringtranslate.com

Оператор атомной станции

В математике ядерные операторы являются важным классом линейных операторов, введенных Александром Гротендиком в его докторской диссертации. Ядерные операторы тесно связаны с проективным тензорным произведением двух топологических векторных пространств (TVS).

Предварительные сведения и обозначения

Пусть X , Y и Zтопологические векторные пространства (TVS), а L  : XY — линейный оператор (предположение о непрерывности не делается, если не указано иное).

В гильбертовом пространстве положительные компактные линейные операторы, скажем, L  : HH, имеют простое спектральное разложение, открытое в начале 20-го века Фредгольмом и Ф. Риссом: [3]

Существует последовательность положительных чисел, убывающая и либо конечная, либо сходящаяся к 0, и последовательность ненулевых конечномерных подпространств H (i = 1, 2, ) со следующими свойствами: (1) подпространства попарно ортогональны; (2) для каждого i и каждого , ; и (3) ортогональность подпространства, натянутого на , равна ядру L . [3]

Обозначения топологий

Каноническое тензорное произведение как подпространство двойственного к Bi(Х,И)

Пусть X и Y — векторные пространства (топология пока не нужна), а Bi( X , Y ) — пространство всех билинейных отображений , определенных на базовом скалярном поле и входящих в него.

Для каждого пусть будет канонической линейной формой на Bi( X , Y ), определенной как для каждого u ∈ Bi( X , Y ). Это индуцирует каноническое отображение , определенное как , где обозначает алгебраическое сопряженное Bi( X , Y ) . Если мы обозначим диапазон значений 𝜒 через XY , то можно показать, что XY вместе с 𝜒 образует тензорное произведение X и Y (где xy  := 𝜒 ( x , y )). Это дает нам каноническое тензорное произведение X и Y .

Если Z — любое другое векторное пространство, то отображение Li( XY ; Z ) → Bi( X , Y ; Z ), заданное формулой uu𝜒 , является изоморфизмом векторных пространств. В частности, это позволяет нам отождествить алгебраическое сопряженное пространство X Y с пространством билинейных форм на X × Y . [4] Более того, если X и Y — локально выпуклые топологические векторные пространства (TVS) и если XY задано π -топологией, то для любого локально выпуклого TVS Z это отображение ограничивается изоморфизмом векторного пространства из пространства непрерывных линейных отображений на пространство непрерывных билинейных отображений. [5] В частности, непрерывное сопряженное пространство XY может быть канонически отождествлено с пространством B( X , Y ) непрерывных билинейных форм на X × Y ; Более того, при этой идентификации равностепенно непрерывные подмножества B( X , Y ) совпадают с равностепенно непрерывными подмножествами . [5]

Ядерные операторы между банаховыми пространствами

Существует каноническое вложение векторного пространства, определяемое путем отправки на карту

Предполагая, что X и Y являются банаховыми пространствами, тогда отображение имеет норму (чтобы увидеть, что норма равна , отметим, что так что ). Таким образом, оно имеет непрерывное расширение до отображения , где известно, что это отображение не обязательно инъективно. [6] Диапазон этого отображения обозначается как , а его элементы называются ядерными операторами . [7] является TVS-изоморфным и норма на этом факторпространстве, когда переносится на элементы через индуцированное отображение , называется следовой нормой и обозначается как . Явно, [ разъяснение требуется явно или специально? ] если является ядерным оператором, то .

Характеристика

Предположим, что X и Y — банаховы пространства и что — непрерывный линейный оператор.

Характеристики

Пусть X и Y — банаховы пространства и пусть — непрерывный линейный оператор.

Ядерные операторы между гильбертовыми пространствами

Ядерные автоморфизмы гильбертова пространства называются операторами следового класса .

Пусть X и Y — гильбертовы пространства, а N  : XY — непрерывное линейное отображение. Предположим, что где R  : XX — квадратный корень из , а U  : XY — такое, что — сюръективная изометрия. Тогда N является ядерным отображением тогда и только тогда, когда R является ядерным отображением; следовательно, для изучения ядерных отображений между гильбертовыми пространствами достаточно ограничиться положительными самосопряженными операторами R . [11]

Характеристика

Пусть X и Y — гильбертовы пространства, а N  : XY — непрерывное линейное отображение, абсолютное значение которого равно R  : XX. Следующие условия эквивалентны:

  1. N  : XY является ядерным.
  2. R  : XX является ядерным. [12]
  3. R  : XX компактно и конечно, в этом случае . [12]
    • Здесь — след оператора R , и он определяется следующим образом: поскольку R — непрерывный компактный положительный оператор, то существует (возможно, конечная) последовательность положительных чисел с соответствующими нетривиальными конечномерными и взаимно ортогональными векторными пространствами, такая, что ортогональность (в H ) равна (и, следовательно, также ) и для всех k , для всех ; след определяется как .
  4. является ядерным, в этом случае . [9]
  5. Существуют две ортогональные последовательности в X и в Y , а также последовательность в , такая что для всех , . [12]
  6. N  : XYинтегральное отображение . [13]

Ядерные операторы между локально выпуклыми пространствами

Предположим, что U — выпуклая сбалансированная замкнутая окрестность начала координат в X , а B — выпуклый сбалансированный ограниченный банахов диск в Y, причем X и Y — локально выпуклые пространства. Пусть и пусть — каноническая проекция. Можно определить вспомогательное банахово пространство с каноническим отображением , образ которого, , плотен в , а также вспомогательное пространство, нормированное по и с каноническим отображением, являющимся (непрерывной) канонической инъекцией. Для любого непрерывного линейного отображения можно получить посредством композиции непрерывное линейное отображение ; таким образом, у нас есть инъекция , и в дальнейшем мы используем это отображение для идентификации как подпространства . [7]

Определение : Пусть X и Y — локально выпуклые пространства Хаусдорфа. Объединение всех , когда U пробегает все замкнутые выпуклые сбалансированные окрестности начала координат в X, а B пробегает все ограниченные банаховы диски в Y , обозначается , а его элементы называются ядерными отображениями X в Y . [7]

Когда X и Y являются банаховыми пространствами, то это новое определение ядерного отображения согласуется с исходным определением, данным для особого случая, когда X и Y являются банаховыми пространствами.

Достаточные условия для ядерности

Характеристика

Пусть X и Y — хаусдорфовы локально выпуклые пространства и пусть — непрерывный линейный оператор.

Характеристики

Ниже приведен тип теоремы Хана-Банаха для расширения ядерных отображений:

Пусть X и Y — хаусдорфовы локально выпуклые пространства и пусть — непрерывный линейный оператор.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Трев 2006, стр. 488.
  2. ^ abc Trèves 2006, стр. 483.
  3. ^ ab Trèves 2006, стр. 490.
  4. ^ Шефер и Вольф 1999, стр. 92.
  5. ^ ab Schaefer & Wolff 1999, стр. 93.
  6. ^ abc Шефер и Вольф 1999, стр. 98.
  7. ^ abc Treves 2006, стр. 478–479.
  8. ^ abcde Treves 2006, стр. 481–483.
  9. ^ abc Trèves 2006, стр. 484.
  10. ^ Тревес 2006, стр. 483–484.
  11. ^ Тревес 2006, стр. 488–492.
  12. ^ abc Treves 2006, стр. 492–494.
  13. ^ Тревес 2006, стр. 502–508.
  14. ^ Тревес 2006, стр. 479–481.
  15. ^ ab Schaefer & Wolff 1999, стр. 100.
  16. ^ ab Trèves 2006, стр. 485.

Библиография

Внешние ссылки