设u1,u2,…,un…是一系列内积空间。令u表示满足下面不等式的元素{x1,x2…,xn,…}的全体: ∑n=1∞‖xn‖2<∞ 在u中适
设u1,u2,…,un…是一系列内积空间。令u表示满足下面不等式的元素{x1,x2…,xn,…}的全体:
∑n=1∞‖xn‖2<∞
在u中适当地定义线性运算并对x,y∈u定义
(x,y)=∑n=1∞(xn,yn),
这里x={x1,x2,…,xn…},y={y1,y2,…,yn…},证明:U是一个内积空间;若所有u0都是希尔伯特空间,则u也是希尔伯特空间。
定义u上先行运算,显然u对加法数乘封闭。并且
所以(·,·)有意义,且满足内积条件,故u是内积空间。下面证明完备性。
取u中的基本列{xi},其中
xi={x1i ,x2i,…xni,…},于是,对于任意ε>0,存在N,当i>N,j>N时,有
则对于任意固定自然数n,‖xni-xnj‖≤ε,{xni}也是un中基本列。设
xni→xn,(i→∞),
令x={x1,x2,…,xn…}。由以上证明知,对任意k,当i,j>N时,有
先令j→∞,再令k→∞有
此即xi→x。此外xi-x∈u,从而x=xi-(xi-x)∈u。故u完备。