Определение линейного оператора. Примеры
Введение
Наиболее доступными для изучения среде операторов, действующих в линейных нормированных пространствах, являются линейные операторы. Они представляют собой достаточно важный класс операторов, так как среди них можно найти операторы алгебры и анализа. Целью дипломной работы является показать некоторые из линейных операторов, исследовать их на непрерывность и ограниченность, найти норму ограниченного оператора, а также спектр оператора и его резольвенту. В первом и втором параграфах приведены основные сведения теории операторов: определение линейного оператора, непрерывности и ограниченности линейного оператора, его нормы. Рассмотрены некоторые примеры. В третьем параграфе даны определения обратного оператора, спектра оператора и его резольвенты. Рассмотрены примеры. В четвертом параграфе исследуется оператор умножения на непрерывную функцию: Ах(t) = g(t)x(t). В пятом параграфе приведен пример оператора интегрирования Аf(t)= . В седьмом параграфе исследуется оператор сдвига Af(x) = f(x+a). Показана линейность, непрерывность, ограниченность, найдена норма, точки спектра и резольвента всех трех операторов. В шестом параграфе исследуется оператор дифференцирования Дf(x)=f/(x), в пространстве дифференцируемых функции D[a, b]. Показана его линейность. Доказано, что Д не является непрерывным оператором, а также как из неограниченности оператора следует его разрывность.
Определение линейного оператора. Примеры Определение 1. Пусть Ex и Ey [1]– линейные пространства над полем комплексных (или действительных) чисел. Отображение А: Ex ® Ey называется линейным оператором, если для любых элементов х1 и х2 пространства Ex и любого комплексного (действительного) числа выполняются следующие равенства [2]: 1. А(х1+х2) = Ах1 + Ах2; 2. А( х) = А(х); Примеры линейных операторов: 1) Пусть Е = Е1 – линейное топологическое пространство. Оператор А задан формулой: Ax = x для всех x Е. Такой оператор, переводящий каждый элемент пространства в себя является линейным и называется единичным оператором. 2) Рассмотрим D[a,b] – пространство дифференцируемых функций, оператор дифференцирования Д в пространстве D[a,b] задан формулой: Дf(x) = f/(x). Где f(x) D[a, b], f/(x) C[a, b]. Оператор Д определен не на всем пространстве C[a, b], а лишь на множестве функций имеющих непрерывную производную. Его линейность, очевидно, следует из свойств производной. 3) Рассмотрим пространство С[- , + ] – пространство непрерывных и ограниченных функций, оператор А сдвигает функцию на const a: Аf(x) = f(x+a). Проверим линейность оператора А: 1) А(f+g) = (f+g)(x+a) = f(x+a) + g(x+a) = А(f) + А(g). Исходя из определения суммы функции, аксиома аддитивности выполняется. 2) A(kf(x)) = kf(x+a) = kA(f(x)). Верна аксиома однородности. Можно сделать вывод, что А – линейный оператор. 4) Пусть (пространство непрерывных функций на отрезке [0,1], и дано отображение 1, заданное формулой: Так как интеграл с переменным верхним пределом от непрерывной функции является функцией дифференцируемой, а, следовательно, непрерывной, то . В силу линейности определенного интеграла данное отображение является линейным оператором.
Популярное: Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (242)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |