Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
M_O.DOC
Скачиваний:
2
Добавлен:
15.08.2019
Размер:
243.71 Кб
Скачать

Доказательства утверждений

УТВ О - 2 Свойства обратного отображения

2.1 Обратимость отображения эквивалентна его биективности: (A:XY обратимо, т.е.  обратное о. A-1:YX)  (A:XY биективно, т.е. одновременно сюръективно и инъективно).

Д-во. ?  обратное о. A-1:YX  A:XY биективно ?

1) Ax1 = Ax2 =(действуем на равенство отображением A-1, существующим в силу условия теоремы) A-1(Ax1) = A-1(Ax2) =(определение композиции А-1А) A-1Ax1 = A-1Ax2 =(А-1А=1X) x1=x2 =[эквивалентное определение инъективности: (Ax1 = Ax2  x1=x2)  x1x2  Ax1  Ax2)] А инъективное о.!

2) yY =(A-1:YX) x = A-1yX =(действуем на равенство отображением А) Аx = А(A-1y) =(определение композиции АA-1) Аx = АA-1y =(АA-1 = 1Y) Аx = y (определение м. всех значений, imA) imA = A(X) = Y(определение сюръективного о.) А сюръективное о.!

Таким образом, из 1) и 2) вытекает биективность А!

? A:XY биективно   обратное о. A-1:YX ?

Задаем претендента из объема понятия отношение в YX:

A-1 = {<y,x>YX  <x,y>A}YX,

т.е. x = A-1y  y = Ax, и проверяем видовые признаки более узкого понятия обратное о. A-1:YX:

1 A-1 – отображение из Y в X ? (A-1:D(A-1)YX ?)

2 D(A-1) = Y ? (A-1:YX ?)

3 А-1А=1X & АA-1 = 1Y ? (т.е.А-1 действительно обратное отображение для А ?).

1 (определение отображения из) x = A-1y & x = A-1y =(?) x=x.

x = A-1y & x = A-1y (определение отношения А-1) y = Ax & y = Ax =(симметричность и транзитивность отношения =Y) Ax=Ax =(A инъективен) x=x!

2 (определение равенства множеств) D(A-1)Y & Y D(A-1) ? (определение D(A-1) = {yY  xX : x=A-1y}Y) Y D(A-1) ? (определение подмножества) yY  y D(A-1) ?

yY =(А сюръективно) xX  y = Ax (определение отношения А-1) xX  x = A-1y =(определение D(A-1)) y D(A-1)!

3 (определения равенства отображений и тождественного отображения)

3.1. xX =(?) x = A-1Ax

3.2. yY =(?) y = AA-1y

xX =( A:XY) y =AxY (определение А-1) y =Ax & x = A-1y =(подставляем y = Ax во второе равенство) x = A-1Ax !

yY =( A-1:YX) x = A-1yX (определение А-1) y =Ax & x = A-1y =(подставляем x = A-1y в первое равенство) y = AA-1y !

1,2,3 доказаны 

Задачи для самостоятельной работы

  1. Пусть A, B, C – отображения. Доказать утверждение.

Варианты

  1. Композиция ассоциативна: (АВ)С = А(ВС).

  2. Композиция сюръективных отображений сюръективна.

  3. Композиция инъективных отображений инъективна.

  4. Композиция биективных отображений биективна.

  5. Отображение, обратное к данному, единственно.

  6. Композиция обратимых отображений обратима и (ВА)-1 = А-1 В –1.

  7. S[a, b]  B[a, b]  C[a,b]  Ck[a,b]  С [a,b] (доказать одно, любое, включение).

  8. 1 < p < q  l1  lp  lq  l  l (доказать одно, любое, включение).

  9. А инъективен  Уравнение Ax = y не может иметь более одного решенияyY.

  10. А сюръективен  Уравнение Ax = y имеет решение при yY.

  11. А биективен  Уравнение Ax = y при yY имеет единственное решение, которое может быть найдено по формуле x = A-1y , где A-1 - обратный оператор.

  12. Композиция отображений является отображением.

Образец решения (1 задача). Композиция ассоциативна: (АВ)С = А(ВС).

Д-во. x (AB)Cx =(определение композиции С и АВ)= АВ[С(х)] =( определение композиции В и А)= A(B[C(x)]) =(определение композиции С и В)= A(BC(x)) =(определение композиции BС и А)= A(BC)x =(по определению поточечного равенства отображений) (АВ)С = А(ВС) 

2. Даны два (несколько) отображения. Найти значение композиции отображений на данном аргументе.

Варианты.

  1. X=l2; Ax = {x3,x4,…}:XX; Bx = Fx = x1 + x2 :XR; x0 = . FABx0 = ? (Ответ: )

  2. X=C[0,1]; (Ax)(t) = t2x(t):XX; (Bx)(t) = Fx = x0(t) = t; FABx0 = ? (Ответ: )

  3. X=C[0,1]; (Ax)(t) = x(t2):XX; (Bx)(t) = x2(t):XX; Fx = x0(t) = FABx0 = ? (Ответ: )

  4. X=([0,2]); Ax = x[0,1]:XX; Bx = [0,2]\x:XX; Fx = sup x :XR; x0 = {0,1,2}; FABx0 = ? (Ответ: 1)

3. Решите "свой" вариант теста (не забудьте указать вариант, например, ТЕСТ О - 1). Тестовое задание (ТЗ) с номером № студента (mod12) представьте с решением, на остальные ТЗ пришлите только ответы.

Варианты

1. ТЕСТ О - 1.

А

В

Дополнительная информация

1

Отображение I(x) = x

Отображение Аx1 x2 Ax1Ax2

Понятия

2

Биективное о.

Обратимое о.

Понятия

3

Функц-ал Fx =

Функционал Fx = x(0)

Понятия

4

Ф. п. S[a,b], состоящее из непрерывных функций

Ф.п. бесконечно дифф-мых функций, С[a,b]

Понятия

5

Правая часть уравнения

Элемент xX , при котором высказывание Ах = у истинно

Понятия

6

Lp[a,b]

L1[a,b]

Множества, p>1

7

C3[a,b]

C2[a,b]

Множества, a<b

8

a(t) < 0 t

A-1a = A1/a

Пар. выс-я, aS(T,R)

9

А биективен

Уравнение Ax = y имеет единственное решение

Пар-е выск-я, Ax = y

10

AB сюръективен

А сюръективен

Пар-е выск-я, A,BS(X)

11

B сюръективен

BA сюръективен

Пар-е выск-я, A,BS(X)

12

A - биекция

A сюръективен

Пар-е выск-я, AS(X)

2. ТЕСТ О - 2.

А

В

Дополнительная информация

1

Отношение R  

Отображение А: A(X) = Y

Понятия

2

Сужение о. А на подмножество U, AU

Отображение AU S(U,Y):

AU (x) = A(x) x X

Понятия, AS(X,Y) U X

3

Оператор Ax = dx/dt

Множество (м.)

Понятия

4

Ф. п.  S[a,b], состоящее из k раз непрерывно дифференцируемых функций

Ф. п. S[a,b], состоящее из непрерывных функций

Понятия

5

Ф. п.  S[a,b], состоящее из суммируемых функций (т.е. < )

Подмножество в S(X,Y)

Понятия

6

Элемент S(P, PR)

Уравнение, Ax = y

Понятия

7

B[a,b]

C[a,b]

Множества, a<b

8

A-1a = A1/a

a(t) > 0 t

Пар-е выск-я, aS(T,R)

9

xC[-1, 1]

xC1[-1, 1]

Выс-я, x(t)=t

10

Уравнение Ax = y имеет решение

А сюръективен

Пар-е выск-я, Ax = y

11

A инъективен

BA инъективно

Пар-е выск-я, A,BS(X)

12

A - биекция

A инъективен

Пар-е выск-я, AS(X)

3. ТЕСТ О - 3.

А

В

Дополнительная информация

1

Инъективное о.

О. А  Ax1  Ax2  x1 x2

Понятия

2

Биективное о.

Отображение A, которое одновременно инъективно и сюръективно

Понятия

3

График о.

Дифференциальный о.

Понятия

4

Ф. п. S[a,b], состоящее из непрерывных функций

Ф.п. ограниченных на отрезке функций, B[a,b]

Понятия

5

Ф.п. суммируемых на отрезке функций, L1[a,b]

Ф. п.  S[a,b], состоящее из суммируемых в p-й степени функций (т.е. таких x, что p<)

Понятия

6

lq

lp

Множества, p<q

7

FABx, x(t)  1

FBAy, y(t)  1

Числа, Bx(t)=tx(t), Ax(t)=[0,1]tsx(s)ds, Fx = x(1)

8

A инъективен

Ур-е Ах=y не может иметь более 1 решения

Пар-е выск-я, Ax = y

9

Уравнение Ax = y имеет решение

А сюръективен

Пар-е выск-я, Ax = y

10

AB инъективно

В инъективен

Пар-е выск-я, A,BS(X)

11

AB сюръективен

А сюръективен

Пар-е выск-я, A,BS(X)

12

A инъективен и сюръективен

A - биекция

Пар-е выск-я, AS(X)

4. ТЕСТ О - 4.

А

В

Дополнительная информация

1

Обратимое о.

Обратное о., А-1

Понятия

2

Биективное о.

О. А  x1 x2 Ax1  Ax2

Понятия

3

О. А, для которого X и Y - ф.п.

Отображение А, для которого X - функциональное пространство, а Р - числовое поле

Понятия

4

Оператор (Ax)(t) = =[a,b]k(t,s)x(s)ds, t c,d

Интегральный оператор

Понятия

5

Подмножество в S(X,Y)

Ф. п. S[a,b], состоящее из ограниченных функций

Понятия

6

Ф. п.  S[a,b], состоящее из суммируемых функций (т.е. < )

Подмножество в S(X,Y)

Понятия

7

lp

l1

Множества, p>1

8

FABx, x(t) = t

FBAy, y(t) = t2

Числа, Bx(t)=tx(t),Ax(t)=[0,1]tsx(s)ds, Fx = x(1)

9

a(t) < 0 t

A-1a = A1/a

Пар. выс-я, aS(T,R)

10

xC2[0, 2]

xB[0, +)

Выс-я, x(t)=t

11

x = A-1y

А сюръективен

Пар-е выск-я, Ax = y

12

AB сюръективен

A и B сюръективны

Пар-е выск-я, A,BS(X)

5. ТЕСТ О - 5.

А

В

Дополнительная информация

1

Отображение А, для которого существует обратное о.

О. из A:DA  XY  DA = X

Понятия

2

Отображение AU S(U,Y):

AU (x) = A(x) x U

Сужение о. А на подмножество U, AU

Понятия

3

Оператор A аS(X): (Ааx) (t) = a(t) x(t)

О. А, для которого X и Y - ф.п.

Понятия

4

Функциональное пространство

Подмножество в S(X,Y)

Понятия

5

Ф. п. l, состоящее из ограниченных последовательностей (т.е. таких x = {xk }l, что sup{xk < )

Ф.п. ограниченных последовательностей, l

Понятия

6

Элемент yY

Подсистема

Понятия

7

C[a,b]

S[a,b]

Множества, a<b

8

FABx, x(t) = t

FBAy, y(t) = t2

Числа, Bx(t)=tx(t), Ax(t)=[0,1]tsx(s)ds, Fx = x(1)

9

a(t) < 0 t

A-1a = A1/a

Пар. выс-я, aS(T,R)

10

xC[-1, 1]

xC1[-1, 1]

Выс-я, x(t)=t

11

x = A-1y

А биективен

Пар-е выск-я, Ax = y

12

A и B инъективны

AB инъективен

Пар-е выск-я, A,BS(X)

6. ТЕСТ О - 6.

А

В

Дополнительная информация

1

Композиция отображений А и В, ВА

Отображение ВА(х) = В(А(х))

Понятия, AS(X,Y), BS(Y,Z)

2

Отображение A, которое одновременно инъективно и сюръективно

Обратимое о.

Понятия

3

Функция

Отображение AS(X,R)

Понятия

4

- функция Дирака

Интегральный функционал

Понятия

5

Ф. п. l, состоящее из суммируемых последовательностей x = ={xk}l  1,xk< 

Ф. п. l, состоящее из последовательностей с суммируемой p-й степенью (т.е. таких x = {xk}l, что 1,xkp < )

Понятия

6

Ф.п. суммируемых на отрезке функций, L1[a,b]

Ф. п.  S[a,b], состоящее из суммируемых в p-й степени функций (т.е. таких x, что p<)

Понятия

7

Элемент yY

Элемент xX , при котором высказывание Ах = у истинно

Понятия

8

S[a,b]

C[a,b]

Множества, a<b

9

xl2

xl

Выс-я, x={xk=1}

10

А биективен

Уравнение Ax = y имеет единственное решение

Пар-е выск-я, Ax = y

11

x = A-1y

А сюръективен

Пар-е выск-я, Ax = y

12

B сюръективен

BA сюръективен

Пар-е выск-я, A,BS(X)

 Калмыков А.А. 2005. m_o.doc

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]