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摘 要:本文主要对Banach不动点理论进行研究,得到一个推广定理,并给出证明。
关键词:Banach空间 不动点 压缩映射
中图分类号:G642.3文献标识码:A 文章编号:1673-1875(2009)14-013-01
对Banach压缩映射不动点定理,国内国外都有很多人进行推广,结果是极为繁多的。在本文中,对完备的度量空间中的元素进行n次迭代,进一步对Banach不动点定理进行推广,得到一个不动点定理,并给出证明。
定义设 是一度量空间,,存在使得对任意的,总有 ,则称 为压缩映射.
Banach不动点定理设是一个完备的度量空间, 是一个压缩映射,则 有唯一的不动点,即存在唯一的 ,
推广定理 设是完备的度量空间,, 不必连续,但满足以下条件:对任意的,总存在,使得当时,
这里 表示以x为中心以 为半径的实心球. 那么,当对 有时,序列收敛于F的不动点.
证明 记u的n次迭代为
先证是柯西列。给定,取N充分大,使当 时,
因为,由条件知: 成立.
因此,
用数学归纳法可证明对一切k≥0,
即对k≥0都成立,这表明是柯西列。
由于X是完备的,则存在 ,使,可证 是F的不动点。如若不然,则
我们可取,使得
由条件得 ,故
另一方面,由
可知
这个矛盾说明 ,即证毕。
例题:设A为从完备度量空间X到X中映射,若在开球
内适合 ,又在A闭球 上连续,并且
求证:A在中有不动点.
证明 设 , ,则
任给,存在N,使,这样若 ,且,有
因此, 是柯西列,设 ,因为
因此,于是
因为A在上连续,则
即是A在中的不动点.
A的不动点不一定是唯一的. 例如X是离散的度量空间,A是X中的恒等映射,在开球 内只有 一点,自然满足条件 而,也满足
但中每一点皆为的不动点。
参考文献:
[1]Rogers.Comparative to Different Definition of contractive mapping.Trans.Amer.Math.Soc.Vol,226,No.501
[2]韩超.数学分析中的不动点问题[J].哈尔滨师范大学自然科学学报,2006,03:41-42
[3]姜秉利,张敏,董立华.不动点原理及其应用[J].德州学院学报,2005,21:29-32
[4]张奠宙,顾鹤荣.不动点定理[M].沈阳:辽宁教育出版社,1989,116-117
关键词:Banach空间 不动点 压缩映射
中图分类号:G642.3文献标识码:A 文章编号:1673-1875(2009)14-013-01
对Banach压缩映射不动点定理,国内国外都有很多人进行推广,结果是极为繁多的。在本文中,对完备的度量空间中的元素进行n次迭代,进一步对Banach不动点定理进行推广,得到一个不动点定理,并给出证明。
定义设 是一度量空间,,存在使得对任意的,总有 ,则称 为压缩映射.
Banach不动点定理设是一个完备的度量空间, 是一个压缩映射,则 有唯一的不动点,即存在唯一的 ,
推广定理 设是完备的度量空间,, 不必连续,但满足以下条件:对任意的,总存在,使得当时,
这里 表示以x为中心以 为半径的实心球. 那么,当对 有时,序列收敛于F的不动点.
证明 记u的n次迭代为
先证是柯西列。给定,取N充分大,使当 时,
因为,由条件知: 成立.
因此,
用数学归纳法可证明对一切k≥0,
即对k≥0都成立,这表明是柯西列。
由于X是完备的,则存在 ,使,可证 是F的不动点。如若不然,则
我们可取,使得
由条件得 ,故
另一方面,由
可知
这个矛盾说明 ,即证毕。
例题:设A为从完备度量空间X到X中映射,若在开球
内适合 ,又在A闭球 上连续,并且
求证:A在中有不动点.
证明 设 , ,则
任给,存在N,使,这样若 ,且,有
因此, 是柯西列,设 ,因为
因此,于是
因为A在上连续,则
即是A在中的不动点.
A的不动点不一定是唯一的. 例如X是离散的度量空间,A是X中的恒等映射,在开球 内只有 一点,自然满足条件 而,也满足
但中每一点皆为的不动点。
参考文献:
[1]Rogers.Comparative to Different Definition of contractive mapping.Trans.Amer.Math.Soc.Vol,226,No.501
[2]韩超.数学分析中的不动点问题[J].哈尔滨师范大学自然科学学报,2006,03:41-42
[3]姜秉利,张敏,董立华.不动点原理及其应用[J].德州学院学报,2005,21:29-32
[4]张奠宙,顾鹤荣.不动点定理[M].沈阳:辽宁教育出版社,1989,116-117