Ruang Banach: Perbedaan antara revisi

Konten dihapus Konten ditambahkan
123569yuuift (bicara | kontrib)
Tidak ada ringkasan suntingan
Tag: Suntingan perangkat seluler Suntingan peramban seluler Suntingan seluler lanjutan
HsfBot (bicara | kontrib)
k Bot: seringkali → sering kali (bentuk baku)
 
(4 revisi perantara oleh 4 pengguna tidak ditampilkan)
Baris 1:
{{Periksa terjemahan|en|Banach space}}
 
{{short description|Ruang vektor bernorma yang lengkap}}
Dalam [[matematika]], lebih khusus lagi dalam [[analisis fungsional]], '''Ruang Banach''' (pengucapan {{IPA-pl|ˈbanax|}}) adalah [[ruang metrik lengkap | lengkap]] [[ruang vektor bernorma]]. Jadi, ruang Banach adalah ruang vektor dengan [[metrik (matematika) | metrik]] yang memungkinkan penghitungan [[Norma (matematika) | panjang vektor]] dan jarak antara vektor dan lengkap dalam arti bahwa [[urutan Cauchy]] vektor selalu konvergen ke [[Barisan limit | batas]] yang didefinisikan dengan baik yang ada di dalam ruang.
 
Dalam [[matematika]], lebih khusus lagi dalam [[analisis fungsional]], '''Ruang Banach''' (pengucapan {{IPA-pl|ˈbanax|}}) adalah [[ruang metrikvektor lengkap | lengkapbernorma]] [[ruang vektormetrik bernormalengkap|lengkap]]. Jadi, ruang Banach adalah ruang vektor dengan [[metrik (matematika) | metrik]] yang memungkinkan penghitungan [[Norma (matematika) | panjang vektor]] dan jarak antara vektor dan lengkap dalam arti bahwa [[urutan Cauchy|barisan Cauchy]] vektor selalu konvergen ke [[BarisanLimit barisan|limit | batas]] yang didefinisikan dengan baik yang ada di dalam ruang.
Spasi Banach dinamai menurut ahli matematika Polandia [[Stefan Banach]], yang memperkenalkan konsep ini dan mempelajarinya secara sistematis pada 1920–1922 bersama dengan [[Hans Hahn (matematikawan) | Hans Hahn]] dan [[Eduard Helly]].<ref>{{harvnb|Bourbaki|1987|loc=V.86}}<!--Dari edisi Prancis. Silakan periksa "Catatan Sejarah" dalam edisi bahasa Inggris.--></ref>
 
[[Maurice René Fréchet]] adalah orang pertama yang menggunakan istilah "ruang Banach" dan [[Stefan Banach | Banach]] pada gilirannya kemudian menciptakan istilah "[[Ruang Fréchet]]."{{sfn | Narici |Beckenstein| 2011 | p=93}}
Spasi Banach dinamai menurut ahli matematika Polandia [[Stefan Banach]], yang memperkenalkan konsep ini dan mempelajarinya secara sistematis pada 1920–1922 bersama dengan [[Hans Hahn (matematikawan) | Hans Hahn]] dan [[Eduard Helly]].<ref>{{harvnb|Bourbaki|1987|loc=V.86}}<!--Dari edisi Prancis. Silakan periksa "Catatan Sejarah" dalam edisi bahasa Inggris.--></ref>
Ruang Banach awalnya tumbuh dari studi [[ruang fungsi]] oleh [[David Hilbert | Hilbert]], [[Maurice René Fréchet | Fréchet]], and [[Frigyes Riesz|Riesz]] di awal abad ini. Ruang Banach memainkan peran sentral dalam analisis fungsional. Di bidang lain [[analisis (matematika) | analisis]], ruang yang diteliti sering kali merupakan ruang Banach.
[[Maurice René Fréchet]] adalah orang pertama yang menggunakan istilah "ruang Banach" dan [[Stefan Banach | Banach]] pada gilirannya kemudian menciptakan istilah "[[Ruang Fréchet]]."{{sfn | Narici |Beckenstein| 2011 | p=93}}
Ruang Banach awalnya tumbuh dari studi [[ruang fungsi]] oleh [[David Hilbert | Hilbert]], [[Maurice René Fréchet | Fréchet]], and [[Frigyes Riesz|Riesz]] di awal abad ini. Ruang Banach memainkan peran sentral dalam analisis fungsional. Di bidang lain [[analisis (matematika) | analisis]], ruang yang diteliti sering kali merupakan ruang Banach.
 
== PangkalanBasis Schauder ==
{{main|Basis Schauder}}
 
Baris 13 ⟶ 16:
:<math> x = \sum_{n=0}^{\infty} x_n e_n, \quad \textit{yaitu} \quad x = \lim_n P_n(x), \ P_n(x) := \sum_{k=0}^n x_k e_k.</math>
 
Ruang banach dengan basis Schauder harus [[Ruang yang dapat dipisahkan | dapat dipisahkan]], karena himpunan kombinasi linier hingga yang dapat dihitung dengan koefisien rasional (katakanlah) padat.
 
Ini mengikuti dari Teorema Banach–Steinhaus bahwa pemetaan linier {{math|{''P<sub>n</sub>''} }}secara seragam dibatasi oleh beberapa konstanta {{mvar | C}}.
Baris 20 ⟶ 23:
 
Sebagian besar ruang terpisah klasik memiliki basis eksplisit.
[[Haar wavelet | Sistem Haar]] {{math|{''h<sub>n</sub>''} }} adalah dasar untuk {{math|''L<sup>p</sup>''([0, 1]), 1 ≤ ''p'' < ∞}}.
[[Schauder basis # Contoh | sistem trigonometri]] adalah basis dalam {{math|''L<sup>p</sup>''('''T''')}} adalah {{math|1 < ''p'' < ∞}}.
[[Sistem Haar wavelet#Haar pada interval satuan dan sistem terkait | Sistem Schauder]] adalah dasar di ruang {{math|''C''([0, 1])}}.<ref>Lihat {{harvtxt|Lindenstrauss|Tzafriri|1977}} p.&nbsp;3.</ref>
Pertanyaan apakah aljabar disk {{math|''A''('''D''')}} berdasar<ref>pertanyaan muncul p. 238, §3 dalam buku Banach, {{harvtxt|Banach|1932}}.</ref> tetap terbuka selama lebih dari empat puluh tahun, sampai Bočkarev menunjukkan pada tahun 1974 bahwa {{math|''A''('''D''')}} mengakui dasar yang dibangun dari [[Haar wavelet#Haar sistem pada interval unit dan sistem terkait | Sistem Franklin]].<ref>lihat S. V. Bočkarev, "Keberadaan basis dalam ruang fungsi analitik dalam disk, dan beberapa properti sistem Franklin". (Rusia) Mat. Sb. (N.S.) 95 (137) (1974), 3–18, 159.</ref>
 
Karena setiap vektor {{mvar | x}} dalam ruang Banach {{mvar | X}} dengan basis adalah batas dari {{math|''P<sub>n</sub>''(''x'')}}, dengan {{math|''P<sub>n</sub>''}} dari pangkat hingga dan berbatas seragam, spasi {{mvar | X}} memenuhi [[sifat aproksimasi | properti aproksimasi terbatas]].
Contoh pertama oleh [[Per Enflo | Enflo]] dari spasi yang gagal properti aproksimasi adalah pada saat yang sama contoh pertama dari spasi Banach yang dapat dipisahkan tanpa basis Schauder.<ref>see {{cite journal | last1 = Enflo | first1 = P. | year = 1973 | title = A counterexample to the approximation property in Banach spaces | url = http://www.cnd.mcgill.ca/~ivan/PerEnfloAcounterexampleToTheApproximationProblemInBanachSpaces.pdf | journal = Acta Math. | volume = 130 | pages = 309–317 | doi = 10.1007/bf02392270 | s2cid = 120530273 | access-date = 2016-06-02 | archive-url = https://web.archive.org/web/20160303214049/http://www.cnd.mcgill.ca/~ivan/PerEnfloAcounterexampleToTheApproximationProblemInBanachSpaces.pdf | archive-date = 2016-03-03 | url-status = dead }}</ref>
 
Robert C. James mencirikan refleksivitas di ruang Banach dengan dasar: ruang {{mvar | X}} dengan basis Schauder bersifat refleksif jika dan hanya jika basisnya adalah [[basis Schauder#basis Schauder dan dualitas | menyusut dan lengkap terbatas]].<ref>lihat R.C. James, "Basis dan refleksivitas ruang Banach". Ann. Matematika. (2) 52, (1950). 518–527. Lihat pula {{harvtxt|Lindenstrauss|Tzafriri|1977}} p.&nbsp;9.</ref>
Dalam hal ini, fungsi biorthogonal membentuk dasar dari rangkap {{mvar | X}}.
 
Baris 41 ⟶ 44:
Setiap elemen {{mvar | z}} dengan {{math|''X'' ⊗ ''Y''}} adalah jumlah terbatas tensor sederhana tersebut.
 
Ada berbagai norma yang dapat ditempatkan pada hasil kali tensor ruang vektor yang mendasarinya, antara lain [[produk tensor topologi#norma silang dan produk tensor ruang Banach | norma silang proyektif]] dan [[Produk tensor topologi#Norma silang dan produk tensor ruang Banach | norma silang injeksi]] yang diperkenalkan oleh [[Alexander Grothendieck | A. Grothendieck]] pada tahun 1955.<ref>lihat A. Grothendieck, "Produits tensoriels topologiques et espaces nucléaires". Mem. Amer. Math. Soc. 1955 (1955), no. 16, 140 pp., dan A. Grothendieck, "Résumé de la théorie métrique des produits tensoriels topologiques". Bol. Soc. Mat. São Paulo 8 1953 1–79.</ref>
 
Secara umum, hasil kali tensor ruang komplek tidak kompleks lagi. Saat bekerja dengan ruang Banach, biasanya dikatakan bahwa '''produk tensor proyektif'''<ref>lihat bab. 2, hal. 15 in {{harvtxt|Ryan|2002}}.</ref> dari dua ruang Banach {{mvar | X}} dan {{mvar | Y}} adalah '' penyelesaian '' <math>X \widehat{\otimes}_\pi Y</math> dari hasil kali tensor aljabar {{math|''X'' ⊗ ''Y''}} dilengkapi dengan norma tensor proyektif, dan juga untuk '''produk tensor injektor '''<ref>lihat bab. 3, hal. 45 inci {{harvtxt|Ryan|2002}}.</ref> <math>X \widehat{\otimes}_\varepsilon Y</math>.
Baris 63 ⟶ 66:
:<math> Y \widehat\otimes_\pi X \to Y \widehat\otimes_\varepsilon X </math>
 
diperoleh dengan memperluas peta identitas produk tensor aljabar. Grothendieck menghubungkan [[Sifat perkiraan | masalah perkiraan]] dengan pertanyaan apakah peta ini satu-ke-satu jika {{mvar | Y}} adalah rangkap dari {{mvar | X}}.
Tepatnya, untuk setiap ruang Banach {{mvar | X}}, peta
 
Baris 72 ⟶ 75:
Grothendieck menduga bahwa <math>X \widehat{\otimes}_\pi Y</math> dan <math>X \widehat{\otimes}_\varepsilon Y</math> harus berbeda {{mvar | X}} dan {{mvar | Y}} adalah ruang Banach berdimensi tak hingga.
Hal ini dibantah oleh [[Gilles Pisier]] pada tahun 1983.<ref>lihat Pisier, Gilles (1983), "Counterexamples to a conjecture of Grothendieck", Acta Math. '''151''':181–208.</ref>
Pisier membangun ruang Banach berdimensi tak hingga {{mvar | X}} maka <math>X \widehat{\otimes}_\pi X</math> and <math>X \widehat{\otimes}_\varepsilon X</math> adalah sama. Lebih lanjut, seperti contoh [[Per Enflo | Enflo's]], spasi ini {{mvar | X}} adalah ruang "buatan tangan" yang gagal memiliki properti aproksimasi. Di sisi lain, Szankowski membuktikan bahwa ruang klasik {{math|''B''(ℓ<sup>2</sup>)}} tidak memiliki properti aproksimasi.<ref>Lihat Szankowski, Andrzej (1981), "{{math|''B''(''H'')}} tidak memiliki properti aproksimasi ", Acta Math. '''147''': 89–108. Ryan mengklaim bahwa hasil ini karena [[Per Enflo]], hal. 74 inci {{harvtxt|Ryan|2002}}.</ref>
 
== Beberapa hasil klasifikasi ==
Baris 81 ⟶ 84:
:<math>\forall x, y \in X : \qquad \|x+y\|^2 + \|x-y\|^2 = 2 \left (\|x\|^2 + \|y\|^2 \right).</math>
 
Ini mengikuti, misalnya, bahwa [[ruang Lp | ruang Lebesgue]] {{math|''L<sup>p</sup>''([0, 1])}} adalah ruang Hilbert hanya jika {{math|''p'' {{=}} 2}}.
Jika identitas ini terpenuhi, produk dalam terkait diberikan oleh [[identitas polarisasi]]. Dalam kasus skalar nyata, ini memberikan:
 
:<math>\langle x, y\rangle = \tfrac{1}{4} \left (\|x+y\|^2 - \|x-y\|^2 \right ).</math>
 
Untuk skalar kompleks, tentukan [[Ruang produk dalam | produk dalam]] {{math|'''C'''}}-linear di {{mvar | x}}, [[peta antilinear | antilinear]] di {{mvar | y}}, identitas polarisasi dirumuskan:
 
:<math>\langle x,y\rangle = \tfrac{1}{4} \left( \|x+y\|^2 - \|x-y\|^2 + i \left (\|x+iy\|^2 - \|x-iy\|^2 \right )\right).</math>
Baris 112 ⟶ 115:
Ruang Banach berdimensi hingga bersifat homeomorfik sebagai ruang topologi, jika dan hanya jika memiliki dimensi yang sama dengan ruang vektor nyata.
 
[[Teorema Anderson–Kadec]] (1965–66) proves<ref>{{cite book|author=C. Bessaga, A. Pełczyński|title=Selected Topics in Infinite-Dimensional Topology|url=https://books.google.com/books?id=7n9sAAAAMAAJ|year=1975|publisher=Panstwowe wyd. naukowe|pages=177–230}}</ref> that any two infinite-dimensional [[separable space|separable]] Banach spaces are homeomorphic as topological spaces. Kadec's theorem was extended by Torunczyk, who proved<ref>{{cite book|author=H. Torunczyk|title=Characterizing Hilbert Space Topology|year=1981|publisher=Fundamenta MAthematicae|pages=247–262}}</ref> bahwa dua ruang Banach bersifat homeomorfik jika dan hanya jika keduanya memiliki [[Topologi himpunan teoretis#Fungsi kardinal | karakter kerapatan]] yang sama, kardinalitas minimum dari himpunan bagian padat.
 
== Contoh ==
Baris 123 ⟶ 126:
* {{math|Σ}} adalah [[aljabar sigma]] dari himpunan;
* {{math | Ξ}} adalah aljabar himpunan (untuk spasi yang hanya memerlukan aditif hingga, seperti [[ruang ba]]);
* {{mvar|μ}} adalah [[Ukur (matematika) | ukuran]] dengan [[Variasi total#Variasi total dalam teori ukuran | variasi]] {{math|{{!}}''μ''{{!}}}}.
 
{| align="left" class="wikitable" style="text-align:center"
Baris 129 ⟶ 132:
| style="border-bottom: 2px solid #303060" colspan=6| '''Classical Banach spaces'''
|-
! !! [[Ruang ganda]] !! [[Ruang refleksif|Refleksif]] !! [[Ruang Banach#Konvergensi urutan yang lemah | selesai secara berurutan lemah]] !! [[Ruang norma | Norma]] !! Catatan
|-
! [[Ruang Euklides|{{math|'''K'''<sup>''n''</sup>}}]]
Baris 204 ⟶ 207:
== Turunan ==
Beberapa konsep turunan dapat didefinisikan di ruang Banach. Lihat artikel di [[Turunan Fréchet]] dan [[Turunan Gateaux]] untuk detailnya.
Derivatif Fréchet memungkinkan perluasan konsep dari [[turunan total]] ke ruang Banach. Turunan Gateaux memungkinkan perpanjangan [[turunan arah]] ke [[konveks lokal]] [[ruang vektor topologitopologis]].
Diferensiasi Fréchet adalah kondisi yang lebih kuat daripada daya diferensiasi Gateaux.
[[Kuasi-turunan]] adalah generalisasi turunan terarah lain yang menyiratkan kondisi yang lebih kuat, tetapi kondisi yang lebih lemah dari diferensiasi Fréchet.
 
== Generalisasi ==
Beberapa ruang penting dalam analisis fungsional, misalnya ruang dari semua fungsi yang seringkalisering kali terdiferensiasi tanpa batas '''R''' → '''R''', atau ruang dari semua [[distribusi (matematika) | distribusi]] pada '''R''', lengkap tetapi bukan ruang vektor bernorma dan karenanya bukan ruang Banach.
Dalam [[ruang Fréchet]] yang satu masih memiliki [[ruang metrik | metrik]] lengkap, sementara [[ruang-LF]] adalah ruang vektor [[ruang seragam | seragam]] lengkap yang muncul sebagai batas ruang Fréchet.
 
== Lihat pula ==
Baris 333 ⟶ 336:
{{Authority control}}
 
[[Kategori: Ruang Banach | ]]
[[Kategori: Sains dan teknologi di Polandia]]