设X为Banach空间,Y为赋范空间,F:X→Y为线性算子。假设任取{xn}为X中序列使得xn→0且{F(xn)}为柯西列,则在Y中必
设X为Banach空间,Y为赋范空间,F:X→Y为线性算子。假设任取{xn}为X中序列使得xn→0且{F(xn)}为柯西列,则在Y中必有F(xn)→0。求证:F∈BL(X,Y)
设J:Y→Y"为典范映射,G=J·F。则G:X→Y"为线性算子。为了证明G的图像为闭集,我们设在X中有xn→x,在Y"中有G(xn)→y"。设un=xn-x,则un→0且
G(un)=G(xn)-G(x)→y|-G(x),
因此{G(un)}为柯西列。由于J为等距,故
‖G(un-um)‖=‖J·F(un-um)‖=‖F(un-um)‖,
‖G(un)-G(um)‖=‖F(un)-F(um)‖
所以{F(un)}为Y中的柯西列。由题设知必有F(un)→0。因此
G(un)=J·F(un)→0,
G(xn)=G(un)+G(x)→G(x)
所以有y"=G(x)。这就证明了G的图像为闭的。由于X和Y"为Banach空间,故由闭图像定理知G为连续的。因此
‖F(x)‖=‖J·F(x)‖=‖G(x)‖≤‖G‖ ‖x‖
这就证明了F为有界的。