fonksiyonun sürekli olması

İç çarpım fonksiyonun sürekli olduğunu nasıl gösterebilirim ?

mheethown Acemi 17 Şubat 2022 tarihinde sordu. Kategorisi: Fonksiyonel Analiz.
Yorum Ekle

$V$ bir iç çarpım uzayı ve üzerinde $\|x\|=\sqrt{\langle x,x\rangle}$ normu tanımlı olsun. Bu durumda $\langle \cdot, \cdot\rangle : V \times V \to  \mathbb{R}$ şeklinde tanımlanan iç çarpım fonksiyonu süreklidir, yani eğer $\lim_{n\to\infty}x_n = x$ ve $\lim_{n\to\infty}y_n = y$ ise $\lim_{n\to\infty}\langle x_n, y_n \rangle = \langle x, y\rangle$ gerçekleşir.

Şimdi amacımız $\forall \varepsilon>0$ için uygun bir $N\in \mathbb{N}$ doğal sayısı belirleyerek $\forall n>N$ için  $|\langle x_n,y_n \rangle – \langle x,y \rangle| <\varepsilon$ gerçeklendiğini göstermektir. 

\begin{eqnarray}
|\langle x_n,y_n \rangle – \langle x,y \rangle| &=& |\langle x_n,y_n \rangle – \langle x,y_n \rangle +\langle x,y_n \rangle-\langle x,y \rangle| \\ & \leq & |\langle x_n,y_n \rangle – \langle x,y_n \rangle| +|\langle x,y_n \rangle-\langle x,y \rangle|  \\ & = & |\langle x_n -x,y_n \rangle | +|\langle x,y_n-y \rangle|  \\ & \leq &  \|x_n-x\|\|y_n\| + \|x\| \|y_n-y\|
\end{eqnarray}

Son adımda Cauchy-Schwarz eşitsizliği kullanıldı.

$\lim_{n\to\infty}y_n = y$ olduğu için limit tanımı gereği $\forall \varepsilon>0$ için $\exists K\in \mathbb{N}$ öyle ki $\forall n>K$ için $\|y_n-y\|<\min\{1, \frac{\varepsilon}{2\|x\|}\}$ gerçeklenir. Burada $\forall n>K$ için $\|y_n-y\|<1$ ve $|\|y_n\|-\|y\||\leq\|y_n-y\|<1$ nedeniyle $\|y_n\|<\|y\|+1$ geçerli olur.

Benzer biçimde $\lim_{n\to\infty}x_n = x$ olduğu için limit tanımı gereği $\forall \varepsilon>0$ için $\exists M\in \mathbb{N}$ öyle ki $\forall n>M$ için $\|x_n-x\|<\frac{\varepsilon}{2(\|y\|+1)}$ gerçeklenir.

Böylece  $\forall \varepsilon>0$ için $ N=\max\{K,M\}\in\mathbb{N}$ seçilir ve yukarıda elde edilen eşitsizlikler kullanılır ise $\forall n> N$ için 
\begin{eqnarray}
|\langle x_n,y_n \rangle – \langle x,y \rangle| & \leq &  \|x_n-x\|\|y_n\| + \|x\| \|y_n-y\|\\
& < &  \|x_n-x\|(\|y\|+1) + \|x\| \|y_n-y\|\\
& < &  \frac{\varepsilon}{2(\|y\|+1)}(\|y\|+1) + \|x\|\min\{1, \frac{\varepsilon}{2\|x\|}\}\\
& < & \frac{\varepsilon}{2}+\frac{\varepsilon}{2} =\varepsilon
\end{eqnarray}
istenen sonucu elde edilir.

admin Acemi 26 Şubat 2022 tarihinde cevapladı.
Yorum Ekle

Sizin Cevabınız

Cevabınızı göndermekle gizlilik politikası ve hizmet koşullarını kabul etmiş olursunuz.