Изменения

== Компактность сопряженного оператора =={{TODOУтверждение|tstatement=Про компактность Если <tex>A: E \to F</tex> — компактный, то <tex>A^*: F^* \to E^*</tex> — тоже компактный.|proof=(Стырено у прошлого курса) По определению сопряженного оператора есть , если <tex>\phi \in F^*</tex>, то <tex>A^*\phi = \phi A</tex>. 1. Для доказательства необходимо показать, что множество <tex>\{A^*\phi \mid \|\phi\| \le 1\}</tex> будет относительно компактно в книжке Люстерника <tex>E^*</tex>. Для этого надо показать, что если взята последовательность <tex>\{\phi_n\}</tex> такая, что <tex>\|\phi_n\| \le 1\</tex>, то можно выбрать <tex>\{\phi_{n_k}\}</tex> такую, что <tex>A^*\phi_{n_k}</tex> сходится в <tex>E^*</tex>. 2. Рассмотрим в <tex>E</tex> единичный замкнутый шар <tex>\overline{V}</tex>.По компактности оператора <tex>K = Cl(A(\overline{V})) \subset F</tex> будет метрическим компактом.Рассмотрим ''сужение'' функционалов <tex>\phi_n</tex> на <tex>K</tex>. 3. Докажем [[равностепенная непрерывность|равностепенную непрерывность]] этой последовательности: рассмотрим <tex>y, z \in K</tex>.Норма :<tex>\|\phi_n(z) - \phi_n(y)\| = \|\phi_n(z - y)\| \le \|\phi_n\| \|z - y\| \le \|z - y\|</tex>не зависит от <tex>n</tex>, а следовательно <tex>\{\phi_n\}</tex> равностепенно непрерывна. 4. Выполняется и ''равномерная ограниченность'' последовательности. Для любого <tex>y \in K</tex>::<tex>\|\phi_n(y)\| \le \|\phi_n\| \|y\| \le \|y\| \le const</tex>. 5. Таким образом <tex>\{\phi_n\}</tex> равномерно ограничена и Соболева "Элементы функционального анализа" равностепенно непрерывна, следовательно, по теореме Арцела — Асколи из нее можно выделить равномерно сходящуюся последовательность <tex>\{\phi_{n_m}\}</tex> в <tex>K</tex>. Для доказательства теоремы осталось показать, что <tex>A^*\{\phi_{n_m}\}</tex> сходится в <tex>E^*</tex>. Для этого достаточно выяснить, что <tex>A^*\{\phi_{n_m}\}</tex> равномерно сходится (при устремлении <tex>m</tex> к бесконечности) на стр<tex>\overline{V}</tex>. 266 6. Рассмотрим <tex>\varepsilon > 0</tex>. По равномерной сходимости <tex>\{\phi_{n_m}\}</tex> на <tex>K</tex>:<tex>\exists p_0 : \forall i, j \ge p_0 : \forall y \in K : \| \phi_{n_j}(y) -267\phi_{n_i}(y) \| \le \varepsilon</tex>. Кто разберется и запилит нормальное доказательство сюда 7. Следовательно, для любого <tex>x \in \overline{V}</tex> верно <tex>\| \phi_{n_j}(Ax) - \phi_{n_i}(Ax) \| \le \varepsilon</tex>.Замечая, что <tex>\phi_{n_i}(Ax) = A^*(\phi_{n_i}, x)</tex>, приходим к равномерной сходимости <tex>A^*\phi_{n_m}</tex> на <tex>\overline{V}</tex>.  Таким образом, тот молодецтеорема доказана.}}