Schauderova báza

Teória množín pre odbor matematika, predmet Aplikácie teórie množín (2-MAT-226)

Moderator: Martin Sleziak

Post Reply
Martin Sleziak
Posts: 5686
Joined: Mon Jan 02, 2012 5:25 pm

Schauderova báza

Post by Martin Sleziak »

Keď už na to nejako prišla reč, tak spomeniem nejaké základné veci o Schauderovej báze.

Reč na to prišla v súvislosti s Hamelovou bázou. Časom sa dostaneme k tomu, že dokážeme, že pre ľubovoľný vektorový priestor existuje takáto báza. Je to nejaká podmnožina $B\subseteq V$ taká, že každý vektor z $V$ sa dá jednoznačne vyjadriť ako konečná lineárna kombinácia prvkov z $B$. Pokiaľ sme vo vektorovom priestore a nemá k dispozícii nič navyše, tak vlastne ani nevieme hovoriť o nekonečnej lineárnej kombinácii. Ale ak máme okrem štruktúry vektorového priestoru aj niečo navyše - niečo čo nám umožní hovoriť o konvergencii (napríklad topológiu, metriku, normu) - tak má zmysel aspoň pýtať sa otázku, či by sme mohli mať nejaké vektory $b_1,b_2,\ldots$ také, že každý vektor $x\in X$ sa dá jednoznačne vyjadriť ako $x=\sum\limits_{i=1}^\infty c_ib_i$.

Aby sme veci zbytočne nekomplikovali, tak sa rozprávajme len o Banachových priestoroch. Nazvime postupnosť vektorov, ktorá spĺňa takéto veci, Schauderova báza.

Pár pozorovaní, ktoré nie sú príliš ťažké:
  • Z funkcionálnej analýzy viete, že každý separabilný Hilbertov priestor má spočítateľnú ortonormálnu bázu. Takáto báza je príkladom Schauderovej bázy.
  • Pomerne prirodzené je v niektorých priestoroch postupností skúsiť ako bázové vektory postupnosti tvaru $e^{(k)}=(\delta_{kn})$. (T.j. na jednom mieste jednotka a inde nuly.) Takto dostaneme bázu v $c_0$ a tiež v $\ell_p$ pre $1\le p<\infty$.
  • Ak priestor $X$ má Schauderovu bázu, tak je separabilný. (Vektory tvaru $\sum\limits_{i=1}^n c_ib_i$, kde $c_i\in\mathbb Q$, vytvoria spočítateľnú hustú množinu.)
  • Napríklad priestor $\ell_\infty$ nie je separabilný. V ňom teda Schauderovu bázu nenájdeme.
Ak by sa niekto chcel dozvedieť o tejto téme viac, niektoré z kníh uvedených medzi literatúrou v článku na Wikipédii sa zdajú byť celkom rozumná voľba. (A dá sa očakávať, že v mnohých textoch z funkcionálnej analýzy bude niečo spomenuté aj o tomto type bázy.)
Post Reply