Mathematicians are like Frenchmen: whatever you say to them they translate into their own language and forthwith it is something entirely

Samankaltaiset tiedostot
MATEMATIIKAN JA TILASTOTIETEEN LAITOS

Osoita, että täsmälleen yksi vektoriavaruuden ehto ei ole voimassa.

x = y x i = y i i = 1, 2; x + y = (x 1 + y 1, x 2 + y 2 ); x y = (x 1 y 1, x 2 + y 2 );

Harjoitusten 4 ratkaisut Topologiset vektoriavaruudet 2010

x = y x i = y i i = 1, 2; x + y = (x 1 + y 1, x 2 + y 2 ); x y = (x 1 y 1, x 2 + y 2 );

HY / Avoin yliopisto Lineaarialgebra ja matriisilaskenta II, kesä 2015 Harjoitus 1 Ratkaisut palautettava viimeistään maanantaina klo

x = y x i = y i i = 1, 2; x + y = (x 1 + y 1, x 2 + y 2 ); x y = (x 1 y 1, x 2 + y 2 );

802320A LINEAARIALGEBRA OSA III

Määritelmä 1. Olkoot V ja W lineaariavaruuksia kunnan K yli. Kuvaus L : V. Termejä: Lineaarikuvaus, Lineaarinen kuvaus.

MATEMATIIKAN JA TILASTOTIETEEN LAITOS

8. Avoimen kuvauksen lause

Määritelmä 2.5. Lause 2.6.

1 Sisätulo- ja normiavaruudet

802320A LINEAARIALGEBRA OSA II

Zornin lemman nojalla joukossa E on siis maksimaalinen alkio (G, g). Kun näytetään, että G = E, niin väite on todistettu (L := g kelpaa).

e int) dt = 1 ( 2π 1 ) (0 ein0 ein2π

Ortogonaaliprojektio äärellisulotteiselle aliavaruudelle

(1.1) Ae j = a k,j e k.

802320A LINEAARIALGEBRA OSA III

802320A LINEAARIALGEBRA OSA III

8. Avoimen kuvauksen lause

=p(x) + p(y), joten ehto (N1) on voimassa. Jos lisäksi λ on skalaari, niin

7. Tasaisen rajoituksen periaate

Seuraava topologisluonteinen lause on nk. Bairen lause tai Bairen kategorialause, n=1

802320A LINEAARIALGEBRA OSA III LINEAR ALGEBRA PART III

6. Lineaariset operaattorit

1 Lineaarialgebraa Vektoriavaruus Lineaarikuvaus Zornin lemma ja Hamelin kanta... 10

1 Lineaariavaruus eli Vektoriavaruus

802320A LINEAARIALGEBRA OSA I

FUNKTIONAALIANALYYSIN PERUSKURSSI 7

Avaruuden R n aliavaruus

Lebesguen mitta ja integraali

Funktionaalianalyysi. että näiden laajennusten joukossa on maksimaalinen laajennus. Työläin kohta todistuksessa

Kertausta: avaruuden R n vektoreiden pistetulo

Lineaarialgebra II P

IV. TASAINEN SUPPENEMINEN. f(x) = lim. jokaista ε > 0 ja x A kohti n ε,x N s.e. n n

Bijektio. Voidaan päätellä, että kuvaus on bijektio, jos ja vain jos maalin jokaiselle alkiolle kuvautuu tasan yksi lähdön alkio.

Lineaarikuvauksen R n R m matriisi

2. Normi ja normiavaruus

Insinöörimatematiikka D

MS-C1340 Lineaarialgebra ja differentiaaliyhtälöt

802320A LINEAARIALGEBRA OSA II LINEAR ALGEBRA PART II

Lineaariavaruudet. Span. Sisätulo. Normi. Matriisinormit. Matriisinormit. aiheita. Aiheet. Reaalinen lineaariavaruus. Span. Sisätulo.

Kertausta: avaruuden R n vektoreiden pistetulo

Kanta ja dimensio 1 / 23

u 2 dx, u A f siten, että D(u) = inf D(U). Tarkemmin: Tarkoitus on osoittaa seuraavat minimointitehtävä ja Dirichlet n tehtävä u A f ja

Matriisilaskenta, LH4, 2004, ratkaisut 1. Hae seuraavien R 4 :n aliavaruuksien dimensiot, jotka sisältävät vain

802320A LINEAARIALGEBRA OSA II/PART II

1 Avaruuksien ja lineaarikuvausten suora summa

802320A LINEAARIALGEBRA OSA II LINEAR ALGEBRA PART II

FUNKTIONAALIANALYYSIN PERUSKURSSI Johdanto

sitä vastaava Cliffordin algebran kannan alkio. Merkitään I = e 1 e 2 e n

Lineaarialgebra ja differentiaaliyhtälöt Laskuharjoitus 1 / vko 44

Kantavektorien kuvavektorit määräävät lineaarikuvauksen

FUNKTIONAALIANALYYSI 2017

Helsingin Yliopisto, Matematiikan ja tilastotieteen laitos. Luennot, kevät 2006 ja kevät Kari Astala ja Petteri Piiroinen (v.

Lineaarikombinaatio, lineaarinen riippuvuus/riippumattomuus

Täydellisyysaksiooman kertaus

9. Lineaaristen differentiaaliyhtälöiden ratkaisuavaruuksista

Kuvaus. Määritelmä. LM2, Kesä /160

MS-C1340 Lineaarialgebra ja

Insinöörimatematiikka D

Derivaatta: funktion approksimaatio lineaarikuvauksella.

arvoja. Niiden muodostamaa joukkoa kutsutaan T resolventtijoukoksi ja merkitään

Matriisiteoria Harjoitus 1, kevät Olkoon. cos α sin α A(α) = . sin α cos α. Osoita, että A(α + β) = A(α)A(β). Mikä matriisi A(α)A( α) on?

Päättelyn voisi aloittaa myös edellisen loppupuolelta ja näyttää kuten alkupuolella, että välttämättä dim W < R 1 R 1

Tehtäväsarja I Kerrataan lineaarikuvauksiin liittyviä todistuksia ja lineaarikuvauksen muodostamista. Sarjaan liittyvät Stack-tehtävät: 1 ja 2.

LINEAARIALGEBRA. Harjoituksia/Exercises 2017 Valittuja ratkaisuja/selected solutions

f(k)e ikx = lim S n (f; x) kaikilla x?

JAKSO 2 KANTA JA KOORDINAATIT

Analyysi 1. Harjoituksia lukuihin 1 3 / Syksy Osoita täsmällisesti perustellen, että joukko A = x 4 ei ole ylhäältä rajoitettu.

Metriset avaruudet. Erno Kauranen. 1 Versio: 10. lokakuuta 2016, 00:00

Oletetaan ensin, että tangenttitaso on olemassa. Nyt pinnalla S on koordinaattiesitys ψ, jolle pätee että kaikilla x V U

802320A LINEAARIALGEBRA OSA II/PART II

pdfmark=/pages, Raw=/Rotate 90 1 Lineaariavaruus eli Vektoriavaruus Sisätuloavaruus Lineaarikuvaus Ominaisarvo 0-68

9. Dualiteetti. Todistus. Väite seuraa suoraan Lauseesta 6.6, koska skalaarikunta K on täydellinen.

6. OMINAISARVOT JA DIAGONALISOINTI

MS-C1340 Lineaarialgebra ja

Alkeismuunnokset matriisille, sivu 57

2.5. Matriisin avaruudet ja tunnusluvut

Lineaarikuvausten. Lineaarikuvaus. Lineaarikuvauksia. Ydin. Matriisin ydin. aiheita. Aiheet. Lineaarikuvaus. Lineaarikuvauksen matriisi

Hilbertin avaruudet, 5op Hilbert spaces, 5 cr

Sisätuloavaruudet. 4. lokakuuta 2006

4. Hilbertin avaruudet

{I n } < { I n,i n } < GL n (Q) < GL n (R) < GL n (C) kaikilla n 2 ja

Lineaarialgebra ja matriisilaskenta II. LM2, Kesä /141

Lineaarialgebra ja matriisilaskenta II. LM2, Kesä /310

MS-C1340 Lineaarialgebra ja differentiaaliyhtälöt

Määritelmä Olkoon T i L (V i, W i ), 1 i m. Yksikäsitteisen lineaarikuvauksen h L (V 1 V 2 V m, W 1 W 2 W m )

LINEAARIALGEBRA A 2016 TOMI ALASTE EDITED BY T.M. FROM THE NOTES OF

Matematiikka kaikille, kesä 2017

Onko kuvaukset injektioita? Ovatko ne surjektioita? Bijektioita?

Lidskiin lause trace-luokan operaattoreille. Joona Lindström

Metriset avaruudet 2017

Metriset avaruudet 2017

5 Ominaisarvot ja ominaisvektorit

Hilbertin avaruudet, 5op Hilbert spaces, 5 cr

Ensi viikon luennot salissa X. Lineaarialgebra (muut ko) p. 1/66

Insinöörimatematiikka D

Matematiikan ja tilastotieteen laitos Reaalianalyysi I Harjoitus Malliratkaisut (Sauli Lindberg)

Transkriptio:

f ( n) JYVÄSKYLÄN YLIOPISTO Funktionaalianalyysi Sekalaisia harjoituksia MATEMATIIKAN JA TILASTOTIETEEN LAITOS n Jatkuu... Mathematicians are like Frenchmen: whatever you say to them they translate into their own language and forthwith it is something entirely different. Johann Wolfgang von Goethe 1. Kompleksitaso C voidaan tulkita joko yksiulotteiseksi kompleksiseksi vektoriavaruudeksi tai kaksiulotteiseksi reaalisiseksi vektoriavaruudeksi R 2, x+i y (x, y). Kompleksisena vektoriavaruuna C voidaan varustaa tavallisella sisätulollaan (z w) C = z w. Osoita, että reaalisena vektoriavaruutena C:n tavalliselle sisätulolle ((x, y) (u, v)) R = x u + y v on ((x, y) (u, v)) R = Re((x + i y) (u + i v)) = Re(x + i y u + i v) C. Yleisemmin: Jokainen kompleksinen vektoriavaruus V voidaan tulkita reaalisiseksi vektoriavaruudeksi V R siten, että V R :ssä on sallittua vain reaaliluvuilla kertominen. Osoita, että jos ( ) kompleksinen sisätulo V :ssä, niin (x y) R := Re(x y) on reaalinen sisätulo V R :ssä. 2. (Jatkoa.) Selvitä käänteistä ongelmaa: Annettuna on reaalinen vektoriavaruus V. Halutaan löytää kompleksinen vektoriavaruus V C, jonka reaalinen dimensio on 2 dim V, ja joka tulkittuna reaaliseksi vektoriavaruudeksi sisältää V :n aliavaruutenaan. Jos vektoriavaruuteen V on annettu reaalinen sisätulo ( ), miten sen avulla konstruoidaan kompleksinen sisätulo ( ) C kompleksiseen vektoriavaruuteen V C, niin, että reaaliosa Re( ) C = ( ) alkueräistä avaruutta V vastaavassa aliavaruudessa? [Vihje: Käytä mallina paria R n ja C n = R n + i R n tai paria R ja C.] 3. Olkoon (E, ( )) sisätuloavaruus. Osoita, että jonolle (x n ) n=1 E seuraavat seuraavat ehdot ovat keskenään yhtäpitäviä: (i) x n x, kun n ; (ii) x n x ja x n x heikosti, kun n. [Vihje: (ii) = (i) : Suunnikassääntö.] 4. Osoita, että Hilbertin avaruudessa ehdosta kaikille y E on voimassa (x n y) (x y), kun n ei välttämättä seuraa, että x n x, kun n. [Vihje: Vastaesimerkki löytyy esim. Hilbertin avaruudesta l 2.] 5. Määrää Hilbertin avaruuden l 2 operaattoreiden L ja R adjungaatit, kun L(x 1, x 2, x 3,...) := (x 2, x 3,...) ja R(x 1, x 2, x 3,...) := (, x 1, x 2, x 3,...). 6. Olkoon L: c c, L(x 1, x 2, x 3,...) := (x 2, x 3,...). Määrää L:n transpoosi kuvauksena l 1 l 1. Oikeasti L t : c c, joten tässä on tarkoitus määrätä kuvaus T 1 L t T : l 1 l 1, missä T : l 1 c on duaalin c jonoavaruuteen l 1 samaistava isometria. 7. (Jatkoa.) Tee vastaava kuvaukselle R: c c, R(x 1, x 2, x 3,...) := (, x 1, x 2, x 3,...): määrää T 1 R t T : l 1 l 1.

... jatkuu 2 8. (Jatkoa.) Tee vastaava kuvauksille L, R: c c, L(x 1, x 2, x 3,...) := (x 2, x 3,...), R(x 1, x 2, x 3,...) := (, x 1, x 2, x 3,...): määrää T 1 L t T, T 1 R t T : l 1 l 1, missä T : l 1 c on duaalin c jonoavaruuteen l 1 samaistava isometria. Muista, että tämä samaistus ei (tietenkään) ole sama kuin samaistus l 1 c. 9. Olkoot E normiavaruus ja (x k ) k=1 E jono, joka suppenee heikosti kohti vektoria x E. Osoita, että jono (x k ) k=1 on rajoitettu. E heikosti suppeneva jono. Osoita, että heik- 1. Olkoot E normiavaruus ja (x k ) k=1 koja raja-arvoja on vain yksi. Gentlemen: there s lots of room left in Hilbert space. Saunders MacLane 11. Olkoot H reaalinen Hilbertin avaruus ja T n : H H, n Z +, jono jatkuvia operaattoreita. Oletetaan, että kaikille x, y H jonolla ((T n x y)) n=1 R on raja-arvo. Osoita, että on olemassa jatkuva operaattori T : H H siten, että (T n x y) (T x y) kaikille x, y H, kun n. [Vihje: (Banach + Steinhaus) 2] 12. Olkoot E Banachin avaruus, F normiavaruus ja H B(E; F ) perhe jatkuvia operaattoreita. Oletetaan, että kaikille f F ja kaikille x E on voimassa sup T H f(t x) <. Osoita, että sup T H T <. 13. Olkoon (x n ) n=1 annettu reaalilukujono. Osoita, että seuraavat ehdot ovat keskenään yhtäpitävät: (i) Sarja n=1 x n suppenee itseisesti. (ii) Sarja n=1 x ny n suppenee kaikille nollaa kohti suppeneville reaalilukujonoille (y n ) n=1. [Vihje: Implikaation (ii) = (i) voi todistaa Banachin ja Steinhausin lauseen avulla tai Analyysi 1:n tiedoilla&taidoilla.] 14. Olkoot X ja Y normiavaruuksia ja T : X Y lineaarikuvaus. Osoita, että seuraavavat ehdot ovat keskenään yhtäpitäviä: (i) T :n kuvaaja Gr(T ) on suljettu. (ii) Jos x n x ja T x n y, niin y = T x. (iii) Jos x n ja T x n y, niin y =. 15. Olkoot E, F ja G Banachin avaruuksia sekä S : E F ja T : F G lineaarikuvauksia siten, että T on jatkuva injektio ja T S on jatkuva. Osoita, että S on jatkuva. [Vihje: Esimerkiksi edellinen tehtävä ja suljetun kuvaajan lause.] 16. Olkoot C := C([, 1], R) varustettuna sup-normilla ja K : [, 1] [, 1] R jatkuva funktio sekä T : C C, (T f)(t) := 1 K(t, s)f(s) ds. Osoita, että on olemassa jono T n : C C, n Z +, jatkuvia operaattoreita siten, että T n :n kuvajoukko on äärellisulotteinen ja T n T avaruudessa B(C; C). [Vihje: Stonen ja Weierstrassin approksimointilauseen nojalla integraalioperaattorin T ytimiä K voi approksimoida tasaisesti funktioilla K n, jotka ovat muotoa K n (t, s) = n j=1 a j(s) b j (t), missä a j, b j C.]

... jatkuu 3 17. Olkoot C := C([, 1]; C) ja K : [, 1] [, 1] C jatkuva funktio sekä T : C C, (T f)(t) := 1 K(t, s) f(s) ds (sanotaan, että T on integraalioperaattori, jonka ydin on K). Avaruus C varustetaan sisätulolla (f g) := 1 f(x) g(x) dx. Osoita, että T :llä on adjungaatti, integraalioperaattori T : C C, jonka ydin on K : [, 1] [, 1] C, K (t, s) := K(s, t). Huomaa, että C ei ole Hilbertin avaruus, joten operaattorin T adjungaatin olemassaolo ei ole itsestään selvää. Adjungaatin T : C C määrää sama ehto kuin Hilbertin avaruuden tapauksessa: (T f g) = (f T g) kaikille f, g C. Compact sets and operators are healthy, but many call in sick. 18. Olkoot λ = (λ n ) n=1 rajoitettu lukujono, H separoituva Hilbertin avaruus ja (e n ) n=1 sen Hilbertin kanta. Osoita, että operaattori T : H H, T x := n=1 λ n (x e n ) e n, on kompakti, jos ja vain jos λ c, t.s. λ n, kun n. 19. Olkoot H 1 ja H 2 Hilbertin avaruuksia ja A: H 1 H 2 jatkuva lineaarinen surjektio. Osoita, että A K : K H 2 on isomorfismi, kun K := ker A. Osoita lisäksi, että on olemassa vakio c > s.e. Ax c d(x, K) kaikille x H 1, kun d(x, K) := pisteen x etäisyys joukosta K, t.s. d(x, K) := inf{ x k k K}. [Vihje: Ortogonaalinen suora summa H 1 = K K saattaa auttaa.] 2. Olkoot H Hilbertin avaruus ja A: H H jatkuva lineaarikuvaus s.e. sen kuvajoukko A(H) on suljettu. Osoita, että on olemassa vakio c > s.e. Ax c d(x, K) kaikille x H, kun K := ker A. 21. Olkoot E ja F Banachin avaruuksia ja T : E F jatkuva lineaarikuvaus. Osoita, että seuraavavat ehdot ovat keskenään yhtäpitäviä: (i) On olemassa vakio C > s.e. T x C x kaikille x E. (ii) ker T = {} ja Im T on suljettu. 22. Olkoot E ja F Banachin avaruuksia ja T : E F jatkuva lineaarikuvaus sekä K := ker T. Osoita, että seuraavavat ehdot ovat keskenään yhtäpitäviä: (i) On olemassa vakio C > s.e. T x C d(x, K) kaikille x E. (ii) Im T on suljettu. [Vihje: Olkoot Ẽ := E/K ja T : Ẽ F, T [x] := T x, kun [x] = x + K Ẽ = E/K. Osoita, että T on jatkuva lineaarinen injektio ja Im T = Im T. Muista myös, että tekijäavaruudessa E/K on [x] = d(x, K).] 23. Olkoot E ja F Banachin avaruuksia ja T n : E F, n Z +, jatkuvia lineaarikuvauksia s.e. operaattorinormien jono ( T n ) n=1 on rajoitettu. Oletetaan, että on olemassa tiheä osajoukko D E s.e. kaikille x D jono (T n x) n=1 suppenee. Osoita, että jono (T n x) n=1 suppenee kaikille x E. 24. Olkoot H Hilbertin avaruus ja K H suljettu aliavaruus. Osoita, että kanonisen projektion π : H H/K, x [x] = x + K, rajoittuma π K on isometrinen isomorfismi K H/K.

... jatkuu 4 25. Olkoot E Banachin avaruus ja F E ja G E suljettuja aliavaruuksia siten, että F G = {} ja F + G = E (s.o. algebrallinen summa F + G = E on suora). Osoita, että kanonisen projektion π : E E/F, x [x] =: x + F, rajoittuma π G on lineaarinen homeomorfismi G E/F. What s yellow and equivalent to the axiom of choice? 1 26. Määritelmiä: Olkoot V reaalinen vektoriavaruus ja K V epätyhjä osajoukko. Oletetaan, että K on kartio, t.s. jos x K, y K ja α niin x + y K ja α x K. Oletetaan lisäksi, että ehdoista x K ja x K seuraa x =. Määritellään x y (eli y x), jos y x K. Tällöin on järjestys(-relaatio) V :ssä. Sanotaan, että lineaarimuoto f : V R on K-positiivinen, jos f(x) kaikille x, t.s. kaikille x K. Olkoon F V aliavaruus. Oletetaan, että kaikille x F on olemassa k ± K siten, että k + x ja k x. Osoita, että kaikilla K-positiivisilla lineaarimuodoilla l: F R on laajennus K- positiiviseksi lineaarimuodoksi L: V R siten, että L F = l. [Vihje: Aseta p(x) := inf{l(k) k x} ja käytä Hahnin ja Banachin lausetta.] 27. (Jatkoa.) Anna esimerkki edellisen tehtävän kaltaisesta vektoriavaruudesta, kartiosta ja positiivisesta lineaarimuodosta. 28. Olkoot C := C([, 1]; C) sekä T : C C, (T f)(t) := t f(t), kun f C ja t [, 1]. Osoita, että T :n spektri Sp(T ) = [, 1] R, ja että T :llä ei ole lainkaan ominaisarvoja. 29. Olkoot L 2 := L 2 ([, 1]; C) sekä T : L 2 L 2, (T f)(t) := t f(t), kun f L 2 ja t [, 1]. Osoita, että T :n spektri Sp(T ) = [, 1] R, ja että T :llä ei ole lainkaan ominaisarvoja. 3. Merkitään C := C([, 1]; R), C 1 := välillä [, 1] jatkuvasti derivoituvien funktioiden joukko, ja f := sup x [,1] f(x), kun f C. Olkoon A: (C, ) (C, ), (Af)(x) := x f(t) dt. Osoita, että A:n spektri Sp(A) = {}, ja että A:lla ei ole lainkaan ominaisarvoja. [Vihje: Kannattaa tutkia yhtälön Af λf = g ratkaisemista f:n suhteen tapauksissa λ = ja λ.] 31. (Eräs momenttiongelma.) Olkoot (E, ) normiavaruus, c k K ja x k E lineaarisesti riippumattomia, kun k Z +. Osoita, että seuraavat ehdot ovat keskenään yhtäpitäviä: (i) On olemassa f E siten, että f(x k ) = c k kaikille k Z +. (ii) On olemassa M R siten, että kaikille äärellisille osajoukoille I Z + ja kaikille λ k K, k I, pätee. λ k c k M λ k x k k I k I [Vihje: Kohdassa (ii) = (i) aseta g : {x k k Z + } K, g ( k I λ k x k ) := k I λ k c k.] 1 Zorn s Lemon.

... jatkuu 5 32. (Jatkoa.) Olkoot E := C([, 1]; K) varustettuna sup-normilla, c k K ja x k (t) := t k, kun k Z +. Anna riittävä ehto sille, että on olemassa f (C([, 1]; K)) siten, että f(x k ) = c k kaikille k Z +. Miten löydät merkkisen/kompleksisen Borel-mitan µ siten, että [,1] tk dµ(t) = c k kaikille k Z +? 33. Olkoon L: l 2 l 2, L(x 1, x 2, x 3,...) := (x 2, x 3,...). Osoita, että L:n spektri σ on suljettu yksikköympyrä D := {λ C λ 1} osoittamalla, että a) σ D ja b) jokainen λ C, jolle λ < 1, on L:n ominaisarvo. Osoita edelleen, että mikään λ C, jolle λ = 1, ei ole ominaisarvo. 34. Olkoon R: l 2 l 2, R(x 1, x 2, x 3,...) := (, x 1, x 2, x 3,...). Osoita, että R:n spektri on suljettu yksikköympyrä D. Osoita edelleen, että operaattorilla R ei ole lainkaan ominaisarvoja. [Vihje: On helppoa osoittaa, että R = L = L:n adjungaatti.] 35. Olkoon L: l l, L(x 1, x 2, x 3,...) := (x 2, x 3,...). Osoita, että että jokainen λ D on L:n ominaisarvo ja että L:n spektri on yksikköympyrä D. 36. Olkoot H kompleksinen Hilbertin avaruus ja S B(H; H). Osoita, että (i) (S λ I) = S λ I; (ii) S λ I on kääntyvä, jos ja vain jos S λ I on kääntyvä; (iii) σ(s ) = {µ C µ σ(s)}. 37. Olkoon A: c c jatkuva lineaarikuvaus. Olkoot a m,n K siten, että Ae n = m=1 a m,ne m ; tässä e n, n N, ovat l 2 :n standardikantavektorit. Osoita, että (i) lim m a m,n = kaikille n N; (ii) n=1 a m,n < kaikille m N; (iii) sup m n=1 a m,n < ; (iv) A = sup m n=1 a m,n. Osoita kääntäen, että jos luvuilla a m,n on ominaisuudet (i) (iii), niin lineaarikuvaus A: c c, jonka määrää ehto Ae n = m=1 a m,ne m kaikille n N, on jatkuva. 38. Olkoon A: l 1 l 1 jatkuva lineaarikuvaus. Olkoot a m,n K siten, että Ae n = m=1 a m,n e m ; tässä e n, n N, ovat l 2 :n standardikantavektorit. Osoita, että (i) m=1 a m,n < kaikille n N; (ii) sup n m=1 a m,n < ; (iii) A = sup n m=1 a m,n. Osoita kääntäen, että jos luvuilla a m,n on ominaisuudet (i) ja (ii), niin lineaarikuvaus A: l 1 l 1, jonka määrää ehto Ae n = m=1 a m,n e m kaikille n N, on jatkuva. 39. Olkoot H := l 2, U n, S n, W n : H H, siten, että kaikille (x 1, x 2, x 3,...) H on U n (x 1, x 2, x 3,...) := ( 1 n x 1, 1 n x 2, 1 n x 3,...), S n (x 1, x 2, x 3,...) := (,...,, x }{{} n+1, x n+2, x n+3,...), n kpl W n (x 1, x 2, x 3,...) := (,...,, x }{{} 1, x 2, x 3...). n kpl

Osoita, että kun n, niin U n B(H; H):ssa, t.s. U n ; S n x... jatkuu 6 kaikille x H, mutta S n B(H; H):ssa; f(w n x) kaikille x H ja f H, mutta W n x jollekin x H. 4. Friedrich Hirzebruchin ja Winfried Scharlaun funktionaalianalyysin kirjasta Einführung in die Funktionalanalysis löytyy Satz 7.1. Funktori E E, T T t, on kontravariantti funktori normiavaruuksien ja niiden jatkuvien lineaarikuvausten kategoriasta Banachin avaruuksien ja niiden jatkuvien lineaarikuvausten kategoriaan. Se säilyttää normin, t.s. T t = T, ja on eksakti, t.s. jos jono E T F S G on eksakti, niin myös jono G S t F T t E on eksakti. Tässä funktori tarkoittaa likimain samaa kuin funktio ja kategoria likimain samaa kuin joukko. Jonon E T F S G eksaktius tarkoittaa, että ker S = T (F ). Tämä väite on väärin (eksaktiuden osalta; kategoriat ovat vääriä). Anna esimerkki tilanteesta, missä jono E T F S G on eksakti, mutta duaalijono G S t T t E ei ole eksakti. Korjaa väite oikeaksi ja todista se. F The paradox is now fully established that the utmost abstractions are the true weapons with which to control our thought of concrete fact. Alfred North Whitehead, 1925 The Committee which was set up in Rome for the unification of vector notation did not have the slightest success, which was only to have been expected. Felix Klein, Elementary Mathematics from an Advanced Standpoint, 1925