تعريف 5.19الرياضيات الجامعية — السنة 2 · الفصل 5 — الفضاءات المتجهية المعيارية
فضاء باناخ فضاء معياري تام. أمثلة: كل فضاء معياري منتهي البعد (المبرهنة 5.13)؛ و(C([a,b]),∥⋅∥∞) (المبرهنة 4.9)؛ وLc(E,F) من أجل F فضاءَ باناخ (بنمط البرهان نفسه المستعمل من أجل الدوال المتصلة). ومثال مضاد: (C([0,1]),∥⋅∥1) (التمرين 5.7).
أمثلة
مثال 5.20(معيار مؤثر التكامل)
على (C([0,1]),∥⋅∥∞)، ليكن T(f)(x)=∫0xf(t)dt (وهو تشاكل ذاتي: فالدالة T(f) متصلة). ونشغّل الطريقة 5.9. الحدّ الأعلى:
∣T(f)(x)∣≤∫0x∣f∣≤x∥f∥∞≤∥f∥∞,
ومنه ∣∣∣T∣∣∣≤1. والشاهد: يعطي f≡1 أن T(f)(x)=x و∥T(f)∥∞=1=∥f∥∞: فهو مبلوغ، و∣∣∣T∣∣∣=1. لكن لاحظ أن T2=21=∣∣∣T∣∣∣2: فعلًا، T2(f)(x)=∫0x(x−t)f(t)dt له T2(f)(x)≤2x2∥f∥∞، وهو مبلوغ من جديد عند f≡1؛ وعمومًا ∣∣∣Tn∣∣∣=n!1 — فالحدّ الضربي التحتي ∣∣∣T∣∣∣n=1 يخطئ بمقدار عاملي. وهذه بالضبط هي الظاهرة التي تحوّلها حيلة التكرار في مسألة نهاية الأسبوع في الفصل 4 إلى قابلية حلّ شمولية للمعادلات التفاضلية الخطية.
مثال 5.22(الأسّي المصفوفي، أول لقاء)
الأسّي المصفوفي: Mn(K) مع أي معيار ضربي تحتي (∣∣∣AB∣∣∣≤∣∣∣A∣∣∣∣∣∣B∣∣∣) فضاء باناخ (لأنه منتهي البعد). عندئذٍ، من أجل كل A،
eA=k=0∑∞k!Ak
تتقارب بإطلاق (لأن Ak/k!≤∣∣∣A∣∣∣k/k!، وهي قابلة للجمع): فهي معرَّفة جيدًا. ويستغلّ الفصل 16 ذلك منهجيًا.