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能具体解释如何用压缩映射定理吗 (泛函分析)证明:存在闭区间[0,1]上的连续函数x(t),使得

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/06 17:28:28
能具体解释如何用压缩映射定理吗 (泛函分析)证明:存在闭区间[0,1]上的连续函数x(t),使得
能具体解释如何用压缩映射定理吗
(泛函分析)证明:存在闭区间[0,1]上的连续函数x(t),使得x(t)=0.5sinx(t)-a(t),其中a(t)是给定的[0,1]上连续
设ρ是C[0,1]上的距离ρ(x,y)=max|x(t)-y(t)| (t∈[0,1]),构造映射T,
(Tx)(t)=0.5sin[x(t)]-a(t)
因为sin[x(t)]和a(t)都是连续函数,故Tx∈C[0,1]
ρ(Tx,Ty)=0.5max|sin[x(t)]-sin[y(t)]|
=max|sin{[x(t)-y(t)]/2}cos{[x(t)+y(t)]/2}| (和差化积公式)
≤max|sin{[x(t)-y(t)]/2}
≤0.5max|x(t)-y(t)|
=0.5ρ(x,y)
所以T是压缩映射(0≤0.5
再问: 怎么就能直接说构造映射T
再问: 而且不应该是T(x(t))吗
再问: 要求的就是x(t)怎么sinx(t)就连续了?
再答: 构造映射T使(Tx)(t)=0.5sin[x(t)]-a(t)

x(t)∈C[0,1]说明x是[0,1]连续函数sinx也是连续函数,
根据复合函数连续性sin[x(t)]连续
如果怕x用重复了那就
构造映射T使对任意ξ∈C[0,1],(Tξ)(t)=0.5sin[ξ(t)]-a(t)
因为sin[ξ(t)]和a(t)都是连续函数,故Tξ∈C[0,1]
对任意ζ,ξ∈C[0,1]
ρ(Tξ,Tζ)=0.5max|sin[ξ(t)]-sin[ζ(t)]|
=max|sin{[ξ(t)-ζ(t)]/2}cos{[ξ(t)+ζ(t)]/2}|

≤max|sin{[ξ(t)-ζ(t)]/2}
≤0.5max|ξ(t)-ζ(t)|
=0.5ρ(ξ,ζ)
所以T是压缩映射

根据压缩映射原理,存在C[0,1]上的不动点x(t),使x=Tx,即
:存在闭区间[0,1]上的连续函数x(t),使得x(t)=0.5sinx(t)-a(t)