间X完备的条件不能去掉。解设X为l2的线性子空间,xX的充分且必要条件是除
去有限多个i外其余i皆为零。(x12
)。若
fx12
00X,定义X到X的线性映射
TmTmx0
则
mm0
m12
Tmmm12supTm。
m
对任一x12
00X,当m
时,有
Tmx0,因此
supTmxmaxT1x
T
x。
以上例子说明一致有界性定理中X的完备性条件不能去掉。8.证明:在完备度量空间X中成立闭球套定力,即若
Svxdxxvv
且S1S2一的x
v1
v12
则存在唯
S
v0v,
Sv;反之,若在度量空间
X中成立闭球套定理,则
X是完备度量空间。证明设X是完备的度量空间,Sv为一列闭球套:
Svxdxxvv
v12
若v0v,对任给0,存在N,当
N时,
,因此当
mN时,dx
xm
。所以xv是柯西列。
x
x0X。设lim
因为SkSk1
k12
当
k时,x
Sk,又Sk是闭
k1
x
Sk。因此x0集,x0lim
Sk。
f
下面证明
k1
Skx0。若y
Sk,则
k1
0dx0ydxxkdxky2k0k
这样必有x0
y。
12
反之,若X满足闭球套定理,x
是柯西列。则存在N1,当
mmN1时,dmmmmN2
,记S1xdxxN1。存在N2N1,当
1
时,
dmm
122
,记
1S2xdxxN22
。存在
NkNk1,当mmNk时,记
SkxdxxNk1k122k1
这样得到一列闭球Skk1,对任意k和任意xSk,有
dxxNk1dxxNkdxNkxNk1
111k1k2k1222
。
所以xSk1,即
xN且limk
k
Sk1Skk12
于是,由假设存在x
Sk
k1
,
x。
k
xN因为x
为柯西列,limk
x,则必有limx
x。因此
X必为完
备度量空间。证毕。9.设是y12
j1
若对任何x12一列复数,
C0,
级数jj都收敛,证明:yl1,其中C0的定义见第八章题9。证明
i1
对每一个
,定义。因为
f
x
f
C0。若x12
C0,
f
ii
iisupi
i1i
ii
i1i1
x
f所以
f
r