ЛЕММА 2.2. (а) Если вольтерровый оператор, - унитарный оператор, действующие в гильбертовом пространстве и удовлетворяющие условию
(2.1)
то операторное уравнение
(2.4)
для любого вещественного числа , отличного от нуля, и правой части имеет единственное решение вида
(2.5)
где .
(б) для любого элемента имеет место оценка
(2.6)
которая показывает скорость приближения элемента к при ;
(в) если и , то величина стремится к нулю.
ДОКАЗАТЕЛЬСТВО. а) Оператор вполне непрерывен и самосопряжен, поэтому все его собственные значения вещественны. По альтернативе Фредгольма любое комплексное число является либо собственным значением вполне непрерывного оператора, либо принадлежит к резольвентному множеству, стало быть, оператор ограниченно обратим при любом вещественном значений . Следовательно, уравнение
разрешимо при любом вещественном , т.е. имеет место формула:
Найдем Фурье представление этого решения.
Оценим норму в пространстве .
б) Из условия следует, что существует такой элемент пространства , что . Оператор ограничен и , поэтому
в) Оценим норму в пространстве .
Из условия следует сходимость ряда , поэтому для любого существует такой номер , что . При фиксированном найдем число , такое, что для всех имеет место
неравенство. Следовательно, для любого существует , такое, что для всех имеет место неравенство , что и требовалось доказать.
Заметим, что если является элементом функционального пространства, иначе говоря, функцией, то быстрота сходимости к нулю величины зависит от гладкости функции
Достарыңызбен бөлісу: |