Matematika · Glosarium

Apa itu ruang Banach?

Definisi 5.19 Matematika Universitas — Tahun 2 · Bab 5 — Ruang Vektor Bernorma

Sebuah ruang Banach adalah ruang bernorma yang lengkap. Contohnya: setiap ruang bernorma berdimensi hingga (Teorema 5.13); (C([a,b]),)\bigl(C(\intcc{a}{b}), \norm\cdot_\infty\bigr) (Teorema 4.9); Lc(E,F)\mathcal{L}_c(E, F) untuk FF yang Banach (dengan pola bukti yang sama seperti untuk fungsi kontinu). Bukan contohnya: (C([0,1]),1)\bigl(C(\intcc{0}{1}), \norm\cdot_1\bigr) (Latihan 5.7).

Contoh

Contoh 5.20 (Norma operator pengintegralan)

Pada (C([0,1]),)\bigl(C(\intcc01), \norm\cdot_\infty\bigr), misalkan T(f)(x)=0xf(t) ⁣dtT(f)(x) = \int_0^x f(t)\,\dd t (sebuah endomorfisma, sebab T(f)T(f) kontinu). Jalankan Metode 5.9. Batas atasnya:

T(f)(x)0xfxff,\abs{T(f)(x)} \leq \int_0^x\abs f \leq x\,\norm f_\infty \leq \norm f_\infty ,

jadi T1\vertiii T \leq 1. Saksinya: f1f \equiv 1 memberi T(f)(x)=xT(f)(x) = x dan T(f)=1=f\norm{T(f)}_\infty = 1 = \norm f_\infty: jadi tercapai, dan T=1\vertiii T = 1. Namun perhatikan T2=12T2\vertiii{T^2} = \frac12 \neq \vertiii T^2: memang T2(f)(x)=0x(xt)f(t) ⁣dtT^2(f)(x) = \int_0^x(x - t)f(t)\dd t punya T2(f)(x)x22f\abs{T^2(f)(x)} \leq \frac{x^2}2\norm f_\infty, yang lagi-lagi tercapai di f1f \equiv 1; dan secara umum Tn=1n!\vertiii{T^n} = \frac1{n!} — sedangkan batas submultiplikatifnya Tn=1\vertiii T^n = 1 meleset sejauh satu faktorial. Justru gejala inilah yang diubah siasat iterat pada soal akhir pekan Bab 4 menjadi keterselesaian global persamaan diferensial linear.

Contoh 5.22 (Eksponensial matriks, perkenalan pertama)

Eksponensial matriks: Mn(K)\mathcal{M}_n(K) dengan norma submultiplikatif apa pun (ABAB\vertiii{AB} \leq \vertiii A \vertiii B) bersifat Banach (karena berdimensi hingga). Maka, untuk setiap AA,

eA=k=0Akk!\eu^A = \sum_{k=0}^{\infty} \frac{A^k}{k!}

konvergen mutlak (sebab Ak/k!Ak/k!\vertiii{A^k/k!} \leq \vertiii A^k /k!, yang terjumlahkan): jadi ia terdefinisi dengan baik. Bab 16 memanfaatkannya secara sistematis.

Baca dalam konteks →