Definisi 5.19Matematika 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]),∥⋅∥∞) (Teorema 4.9); Lc(E,F) untuk F yang Banach (dengan pola bukti yang sama seperti untuk fungsi kontinu). Bukan contohnya: (C([0,1]),∥⋅∥1) (Latihan 5.7).
Contoh
Contoh 5.20(Norma operator pengintegralan)
Pada (C([0,1]),∥⋅∥∞), misalkan T(f)(x)=∫0xf(t)dt (sebuah endomorfisma, sebab T(f)kontinu). Jalankan Metode 5.9. Batas atasnya:
∣T(f)(x)∣≤∫0x∣f∣≤x∥f∥∞≤∥f∥∞,
jadi ∣∣∣T∣∣∣≤1. Saksinya: f≡1 memberi T(f)(x)=x dan ∥T(f)∥∞=1=∥f∥∞: jadi tercapai, dan ∣∣∣T∣∣∣=1. Namun perhatikan T2=21=∣∣∣T∣∣∣2: memang T2(f)(x)=∫0x(x−t)f(t)dt punya T2(f)(x)≤2x2∥f∥∞, yang lagi-lagi tercapai di f≡1; dan secara umum ∣∣∣Tn∣∣∣=n!1 — sedangkan batas submultiplikatifnya ∣∣∣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.
Eksponensial matriks: Mn(K) dengan norma submultiplikatif apa pun (∣∣∣AB∣∣∣≤∣∣∣A∣∣∣∣∣∣B∣∣∣) bersifat Banach (karena berdimensi hingga). Maka, untuk setiap A,
eA=k=0∑∞k!Ak
konvergen mutlak (sebab Ak/k!≤∣∣∣A∣∣∣k/k!, yang terjumlahkan): jadi ia terdefinisi dengan baik. Bab 16 memanfaatkannya secara sistematis.