معيار موحد

محيط المربع هو مجموعة النقاط في ℝ² حيث يساوي معيار القيمة العليا قيمة ثابتة موجبة. على سبيل المثال، تقع النقاط (2, 0) و (2, 1) و (2, 2) على محيط المربع، وتنتمي إلى مجموعة المتجهات التي يساوي معيار القيمة العليا لها 2 .

في التحليل الرياضي ، المعيار الموحد (أويُعيّن (معيار sup ) للدوال المحدودةالقيمالحقيقيةأوالمركبة .و{\displaystyle f}معرفة على مجموعةS{\displaystyle S}، العدد غير السالب

و=و،S=رشفة{|و(s)|:sS}.{\displaystyle \|f\|_{\infty }=\|f\|_{\infty ,S}=\sup \left\{\,|f(s)|:s\in S\,\right\}.}

يُطلق على هذا المعيار أيضًا اسمالمعيار الأعلى،معيار تشيبيشيف،معيار اللانهاية ،أو عندماالقيمة العلياهي القيمة القصوى بالفعل،المعيار الأقصى . يُشتق اسم "المعيار المنتظم" من حقيقة أن سلسلة من الدوال{ون}{\displaystyle \left\{f_{n}\right\}}يتقارب إلىو{\displaystyle f} تحت المقياس المشتق من المعيار الموحد إذا وفقط إذا ون{\displaystyle f_{n}}يتقارب إلىو{\displaystyle f}بشكل موحد . [ 1 ]

إذاو{\displaystyle f}إذا كانت الدالة متصلة على فترة مغلقة ومحدودة ، أو بشكل أعم على مجموعة متراصة ، فإنها تكون محدودة، ويتم الحصول على القيمة العليا في التعريف أعلاه بواسطة نظرية القيم القصوى لـ Weierstrass ، لذا يمكننا استبدال القيمة العليا بالقيمة القصوى. في هذه الحالة، يُطلق على المعيار أيضًا اسمالمعيار الأقصى . على وجه الخصوص، إذاx{\displaystyle x} هو متجه ما بحيثx=(x1،x2،...،xن){\displaystyle x=\left(x_{1},x_{2},\ldots ,x_{n}\right)}في فضاء الإحداثيات ذي الأبعاد المحدودة ، يأخذ الشكل التالي:

x:=الأعلى(|x1|،...،|xن|).{\displaystyle \|x\|_{\infty }:=\max \left(\left|x_{1}\right|,\ldots ,\left|x_{n}\right|\right).}

هذا ما يسمى بـ{\displaystyle \ell ^{\infty }}-norm .

تعريف

تُعرَّف المعايير الموحدة، بشكل عام، للدوال المحدودة التي لها قيم في فضاء معياري . ليكنX{\displaystyle X}كن مجموعة ودع(Y،Y){\displaystyle (Y,\|\|_{Y})}ليكن فضاءً معيارياً . على المجموعةYX{\displaystyle Y^{X}}من الدوال منX{\displaystyle X}لY{\displaystyle Y}، هناك معيار موسع محدد بواسطة

و=رشفةxXو(x)Y[0،].{\displaystyle \|f\|=\sup _{x\in X}\|f(x)\|_{Y}\in [0,\infty ].}

هذا بشكل عام معيار موسع لأن الدالةو{\displaystyle f}قد لا تكون محدودة. يؤدي تقييد هذا المعيار الموسع على الدوال المحدودة (أي الدوال ذات المعيار الموسع المحدود أعلاه) إلى معيار (ذي قيمة محدودة)، يُسمى المعيار المنتظم علىYX{\displaystyle Y^{X}}لاحظ أن تعريف المعيار المنتظم لا يعتمد على أي بنية إضافية على المجموعةX{\displaystyle X}، على الرغم من أنه في الممارسة العمليةX{\displaystyle X}غالباً ما يكون على الأقل فضاءً طوبولوجياً .

التقارب علىYX{\displaystyle Y^{X}}في الطوبولوجيا المستحثة بواسطة المعيار الممتد المنتظم، يوجد التقارب المنتظم ، بالنسبة للمتتاليات، وكذلك بالنسبة للشبكات والمرشحات علىYX{\displaystyle Y^{X}}.

يمكننا تعريف المجموعات المغلقة وإغلاقات المجموعات بالنسبة لهذه الطوبولوجيا المترية؛ تُسمى المجموعات المغلقة في المعيار المنتظم أحيانًا بالمجموعات المغلقة بانتظام، وتُسمى الإغلاقات بالإغلاقات المنتظمة . الإغلاق المنتظم لمجموعة من الدوال A هو فضاء جميع الدوال التي يمكن تقريبها بواسطة متتالية من الدوال المتقاربة بانتظام علىأ.{\displaystyle A.}على سبيل المثال، إحدى إعادة صياغة نظرية ستون-ويرستراس هي أن مجموعة جميع الدوال المتصلة على[أ،ب]{\displaystyle [a,b]}هو الإغلاق المنتظم لمجموعة كثيرات الحدود على[أ،ب].{\displaystyle [a,b].}

بالنسبة للدوال المتصلة المعقدة على مساحة مضغوطة، فإن هذا يحولها إلى جبر C* (انظر تمثيل جيلفاند ).

تؤدي البنى الأضعف إلى طوبولوجيا التقارب المنتظم

مقياس موحد

المقياس الموحد بين دالتين محدودتينو،ز:XY{\displaystyle f,g\colon X\to Y}من مجموعةX{\displaystyle X}إلى فضاء متري(Y،دY){\displaystyle (Y,d_{Y})}يتم تعريفها بواسطة

د(و،ز)=رشفةxXدY(و(x)،ز(x)){\displaystyle d(f,g)=\sup _{x\in X}d_{Y}(f(x),g(x))}

يُطلق على المقياس الموحد أيضًا اسممقياس تشيبيشيف ، نسبةً إلىبافنوتي تشيبيشيف، الذي كان أول من درسه بشكل منهجي. في هذه الحالة،و{\displaystyle f}تكون محدودة بالضبط إذاد(و،ز){\displaystyle d(f,g)}تكون محدودة بالنسبة لدالة ثابتة ماز{\displaystyle g}إذا سمحنا بالدوال غير المحدودة، فإن هذه الصيغة لا تُنتج معيارًا أو مقياسًا بالمعنى الدقيق، على الرغم من أن المقياس الموسع المُستنتج لا يزال يسمح بتعريف طوبولوجيا على فضاء الدوال المعني؛ ويظل التقارب حينها تقاربًا منتظمًا . على وجه الخصوص، متتالية{ون:ن=1،2،3،...}{\displaystyle \left\{f_{n}:n=1,2,3,\ldots \right\}}يتقارب بانتظام إلى دالةو{\displaystyle f}إذا وفقط إذا ليمند(ون،و)=0.{\displaystyle \lim _{n\rightarrow \infty }d(f_{n},f)=0.\,}

لو(Y،Y){\displaystyle (Y,\|\|_{Y})}إذا كان فضاءً معياريًا ، فهو فضاء متري بشكل طبيعي. المقياس الممتد علىYX{\displaystyle Y^{X}}إن الناتج عن المعيار الممتد الموحد هو نفسه المقياس الممتد الموحد

د(و،ز)=رشفةxXو(x)-ز(x)Y{\displaystyle d(f,g)=\sup _{x\in X}\|f(x)-g(x)\|_{Y}}

علىYX{\displaystyle Y^{X}}

تجانس التقارب المنتظم

يتركX{\displaystyle X}كن مجموعة ودع(Y،هـY){\displaystyle (Y,{\mathcal {E}}_{Y})}ليكن فضاءً منتظماً . متتالية(ون){\displaystyle (f_{n})}من الدوال منX{\displaystyle X}لY{\displaystyle Y}يقال إنها تتقارب بانتظام إلى دالةو{\displaystyle f}إذا كان لكل حاشيةهـهـY{\displaystyle E\in {\mathcal {E}}_{Y}}يوجد عدد طبيعين0{\displaystyle n_{0}}بحيث،(ون(x)،و(x)){\displaystyle (f_{n}(x),f(x))}ينتمي إلىهـ{\displaystyle E}حينماxX{\displaystyle x\in X}ونن0{\displaystyle n\geq n_{0}}وبالمثل بالنسبة للشبكة. هذا تقارب في طوبولوجيا علىYX{\displaystyle Y^{X}}في الواقع، المجموعات

{(و،ز):xX:(و(x)،ز(x))هـ}{\displaystyle \{(f,g)\colon \forall x\in X\colon (f(x),g(x))\in E\}}

أينهـ{\displaystyle E}يمر عبر حاشية منY{\displaystyle Y}تشكل نظامًا أساسيًا من المحيطات ذات التوحيد علىYX{\displaystyle Y^{X}}، والتي تُسمى انتظام التقارب المنتظم علىYX{\displaystyle Y^{X}}إن التقارب المنتظم هو بالضبط التقارب في ظل طوبولوجيته المنتظمة.

لو(Y،دY){\displaystyle (Y,d_{Y})}إذا كان فضاءً متريًا ، فإنه مزود افتراضيًا بخاصية التوحيد المتري . التوحيد المتري علىYX{\displaystyle Y^{X}}فيما يتعلق بالمقياس الممتد الموحد، فإن انتظام التقارب المنتظم علىYX{\displaystyle Y^{X}}.

ملكيات

مجموعة المتجهات التي يكون معيارها اللانهائي ثابتًا معطى،ج،{\displaystyle c,}يشكل سطح مكعب فائق بطول حافة 2ج.{\displaystyle 2c.}

سبب استخدام الرمز السفلي "{\displaystyle \infty }"هل هذا هو الحال كلما"و{\displaystyle f}متصل ووص<{\displaystyle \Vert f\Vert _{p}<\infty }بالنسبة للبعضص(0،){\displaystyle p\in (0,\infty )}، ثم ليمصوص=و،{\displaystyle \lim _{p\to \infty }\|f\|_{p}=\|f\|_{\infty },} أين وص=(د|و|صدμ)1/ص{\displaystyle \|f\|_{p}=\left(\int _{D}|f|^{p}\,d\mu \right)^{1/p}} أيند{\displaystyle D}هو مجالو{\displaystyle f}؛ يصبح التكامل مساوياً للمجموع إذاد{\displaystyle D}هي مجموعة منفصلة (انظر p -norm ).

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ رودين ، والتر (1964). مبادئ التحليل الرياضي . نيويورك: ماكجرو هيل. ص 151. ISBN  0-07-054235-X.{{cite book}}عدم توافق رقم ISBN / التاريخ ( مساعدة )