Operator Fredholma
Operator Fredholma – w analizie funkcjonalnej, ograniczony operator liniowy pomiędzy dwiema przestrzeniami Banacha, którego jądro i kojądro są skończenie wymiarowe. Nazwa pojęcia pochodzi od Erika Ivara Fredholma, który rozważał takie operatory w teorii równań całkowych.
Twierdzenie Atkinsona
[edytuj | edytuj kod]Niech i będą przestrzeniami Banacha oraz niech będzie ograniczonym operatorem liniowym. Twierdzenie Atkinsona mówi, że jest operatorem Fredholma wtedy i tylko wtedy, gdy istnieje taki operator że operatory
Indeks Fredholma
[edytuj | edytuj kod]Dla danego operatora Fredholma definiuje się jego indeks Fredholma wzorem
czyli innymi słowy,
gdzie coker oznacza kojądro Indeks Fredholma jest zatem liczbą całkowitą.
Własności
[edytuj | edytuj kod]- Z twierdzenia o odwzorowaniu otwartym wynika, że obraz operatora Fredholma jest domknięty[2].
- Rodzina złożona ze wszystkich operatorów Fredholma z do jest otwartym podzbiorem przestrzeni wszystkich operatorów z do Innymi słowy, dla każdego operatora Fredholma istnieje taka liczba że dla każdy operator ograniczony o tej własności, że jest również operatorem Fredholma, który ma ponadto ten sam indeks co [3].
- Jeżeli i są operatorami Fredholma, to złożenie jest również operatorem Fredholma oraz
- [4].
- Operator sprzężony do operatora Fredholma jest również operatorem Fredholma oraz [5]. Takie same relacje zachodzą dla operatorów sprzężonych do operatorów Fredholma działających między przestrzeniami Hilberta[6].
- Indeks Fredholma jest niezmienniczy ze względu na dodawanie operatorów zwartych, tzn. jeżeli jest operatorem Fredholma, a jest operatorem zwartym, to jest również operatorem Fredholma oraz Ogólniej, jeżeli jest operatorem Fredholma a jest operatorem ściśle singularnym, to jest również operatorem Fredholma oraz [7].
Przykład
[edytuj | edytuj kod]Niech będzie przestrzenią Hilberta z bazą ortonormalną indeksowaną liczbami naturalnymi z zerem. Niech będzie operatorem przesunięcia w prawo, tj.
Wówczas jest różnowartościowy, tj. wymiar jądra wynosi 0 ( jest ponadto izometryczny) oraz jego kojądro ma kowymiar 1, a więc jest operatorem Fredholma o indeksie Kolejne potęgi są operatorami Fredholma o indeksie Operatorem sprzężonym do jest operator przesunięcia w lewo:
Operator jest więc operatorem Fredholma o indeksie 1[8].
Przypisy
[edytuj | edytuj kod]- ↑ Abramovich i Aliprantis 2002 ↓, s. 161.
- ↑ Lindenstrauss i Tzafriri 1977 ↓, s. 77.
- ↑ Abramovich i Aliprantis 2002 ↓, s. 163–166.
- ↑ Abramovich i Aliprantis 2002 ↓, s. 162.
- ↑ Abramovich i Aliprantis 2002 ↓, s. 167.
- ↑ Conway 2010 ↓, s. 350.
- ↑ T. Kato, Perturbation theory for the nullity deficiency and other quantities of linear operators, „J. d’Analyse Math” 6 (1958), s. 273–322.
- ↑ Conway 2010 ↓, s. 349–350.
Bibliografia
[edytuj | edytuj kod]- Yuri A. Abramovich, Charalambos D. Aliprantis, An Invitation to Operator Theory, American Mathematical Society, Providence, Rhode Island, 2002.
- John B. Conway: A Course in Functional Analysis. Wyd. Second Edition. New York: Springer-Verlag, 2010, seria: Graduate Texts in Mathematics 96. ISBN 1-4419-3092-2.
- Joram Lindenstrauss, Lior Tzafriri, Classical Banach Spaces I. Sequence Spaces, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 1977.