设{un:α∈L}为Hilbert空间H的标准正交基。设A∈BL(H)使得
(11)
求证:
(a)
(b)若{vi:i∈J}为H的另一标准正交基,则
(c)A为紧算子。
[使(11)成立的算子称为Hilbert-Schmidt算子。]
第1题
设H为无穷维Hilbert空间,{un}为H的标准正交基,{un}为H的某一标准正交序列。{kn}为一纯量列。求证:
(a)若{kn}为有界的,则
,x∈H
定义了BL(H)中一元。
(b)A为紧的当且仅当kn→0
(c)A为Hilbert-Schmidt算子当且仅当
第2题
设k(s,t)为单位正方形[0,1]×[0,1]上的纯量连续函数,k不恒为0,且任取s,t∈[0,1]有k(s,t)=k(t,s)。设A定义在L2[0,1]为
,0≤s≤1, x∈L2[0,1]。
求证:存在非零实序列{λn},存在由[0,1]上的连续函数组成的标准正交序列{un},使得对x∈L2[0,1]
其中,若上述级数为无穷级数,则这个级数对0≤s≤1一致收敛。证明∑|λn|2<∞
第3题
设z∈L2(-π,π]且延拓z为R上的周期为2π的函数。若x∈L2[-π,π],设
求证:
(a)若为z的Fourier级数,则对x∈L2[-π,π]有
这个级数在[-π,π]上一致绝对收敛。
(b)A为紧算子。
(c)A的特征值由z的Fourier系数cn给出,其对应的特征函数为eins,n=0,±1,±2,…。
第4题
设H为Hilbert空间,P∈BL(H)。求证:
(a)P为正交投影当且仅当P=P*P
(b)每一正交投影都是自伴的
第6题
设H为Hilbert空间,P1,P2为H上的正交投影。求证:
(a)P1P2为正交投影当且仅当P1P2=P2P1
(b)P1+P2为正交投影当且仅当P1P2=0=P2P1
(c)P1+P2及P1-P2为正交投影当且仅当P2=0
第7题
设P1,P2为Hilbert空间H上的正交投影,P=P1+P2-P1P2。求证:
(a)P为正交投影当且仅当P1P2=P2P1
(b)若P1P2=P2P1,则R(P)=R(P1)+R(P2)
第8题
没H为Hilbert空间,P∈BL(H)为正交投影。求证:
(a)R(P)=Z(P)⊥,
(b)若Q为R(P)上的正交投影,则QP为H上的正交投影。
第9题
设H为有限维Hilbert空间,A∈BL(H)。设P1,P2,…,Pm为H的非零正交投影使得
PiPj=0, i≠j, (28)
I=P1+P2+…+Pm (29)
k1,k2,…,km为m个两两不等的纯量,使得
A=k1P1+k2P2+…+kmPm (30)
求证:k1,k2,…,kmA不同特征值的全体,且P1,P2,…,Pm为到相应特征空间的正交投影
第10题
设H为Hilbert空间,{un}为H的无穷标准正交基,对n=1,2,…,设Fn=span{u1,u2,…un}。若Pn为从H到F,,的正交投影.求证:
(a)任每一x∈H有Pnx→x。
(b)‖Pn-I‖不收敛到0。
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