Alle boeken

Professioneel

Apps Over Coach Inloggen Begin met lezen

Wiskunde · Begrippenlijst

Wat is zelftoegevoegde operator?

Definitie 15.4 Universitaire wiskunde — Bachelor jaar 3 · Hoofdstuk 15 — Compacte operatoren en de spectraalstelling

T∈L(H)T \in \mathcal L(H) heet zelftoegevoegd als T=T∗T = T^* (Oefening 13.8), dat wil zeggen ⟨Tx,y⟩=⟨x,Ty⟩\langle Tx, y\rangle = \langle x, Ty\rangle voor alle x,yx, y. Dan is ⟨x,Tx⟩∈R\langle x, Tx\rangle \in \R voor elke xx (gelijk aan haar toegevoegde).

Voorbeelden

Voorbeeld 15.9

Stel op L2([0, 1])L^2(\intcc01) Tf(x)=∫01min⁡(x,y)f(y) ⁣dyTf(x) = \int_0^1\min(x, y)f(y)\dd y: een hilbert-schmidtoperator met reële symmetrische kern, dus compact en zelftoegevoegd. Het oplossen van Tf=λfTf = \lambda f: de betrekking (Tf)(x)=∫0xyf(y) ⁣dy+x∫x1f(y) ⁣dy\bigl(Tf\bigr)(x) = \int_0^xyf(y)\dd y + x\int_x^1f(y)\dd y toont dat u=Tfu = Tf voldoet aan u′′=−fu'' = -f (twee keer differentiëren, geoorloofd voor continue ff, en TfTf is continu voor f∈L2f \in L^2: gedomineerde convergentie), met u(0)=0u(0) = 0 en u′(1)=0u'(1) = 0. Eigenfuncties lossen dus λu′′=−u\lambda u'' = -u op met u(0)=0u(0) = 0 en u′(1)=0u'(1) = 0:

un(x)=sin⁡((n+12)πx),λn=1(n+12)2π2(n≥0),u_n(x) = \sin\Bigl(\bigl(n + \tfrac12\bigr)\pi x\Bigr), \qquad \lambda_n = \frac{1}{\bigl(n + \frac12\bigr)^2\pi^2} \quad (n \geq 0),

en de spectraalstelling beweert — zonder enige fouriertheorie — dat deze sinussen na normering een orthonormale basis van L2([0, 1])L^2(\intcc01) vormen (de kern van TT is 00: Tf=0Tf = 0 dwingt via de twee differentiaties f=0f = 0 b.o. af). De weekendopgave doorloopt dezelfde ideeënkring voor de trillende snaar en haalt ζ(2)\zeta(2) uit het spoor.

Lees in het hoofdstuk →