n0∈[a,b], f(x)=xn0, 对任意x=xn0∈lp, 证明f是线性泛函,且||f||=1
时间: 2023-07-05 12:35:10 浏览: 90
泛函分析
首先,我们需要证明f是线性泛函。
设x1 = x^n_1 ∈ lp,x2 = x^n_2 ∈ lp,其中n1, n2 ∈ N,k1, k2 ∈ R,则有:
f(k1x1 + k2x2) = f(k1x^n_1 + k2x^n_2)
= (k1x^n_1 + k2x^n_2)^n0
= k1(x^n_1)^n0 + k2(x^n_2)^n0
= k1f(x1) + k2f(x2)
因此,f是线性泛函。
接着,我们需要证明||f||=1。
由于f是线性泛函,我们可以利用范数的定义来计算||f||:
||f|| = sup{||f(x)||/||x|| : x ∈ lp, x ≠ 0}
对于任意的x = x^n ∈ lp,我们有:
||f(x)|| = ||x^n^n0|| = |x^n|^n0
||x|| = (|x^n|^p)^1/p
因此,
||f(x)||/||x|| = (|x^n|^n0)/(|x^n|^p)^1/p
因为对于任意的n ∈ N,有n0p ≥ n,所以当p ≥ n0 时,我们有:
(|x^n|^n0)/(|x^n|^p)^1/p ≤ (|x^n|^n0)/(|x^n|^n0)^1/n0 = 1
另一方面,当p < n0 时,我们有:
(|x^n|^n0)/(|x^n|^p)^1/p ≤ (|x^n|^n0)/(|x^n|^p)^1/p0
其中p0 = p/n0 < 1。因此,当p < n0 时,我们有:
||f(x)||/||x|| ≤ (|x^n|^n0)/(|x^n|^p)^1/p0 ≤ (|x^n|^n0)/(|x^n|^n0)^1/n0 = 1
综上所述,||f||=1,证毕。
阅读全文