设X、Y均为距离空间,T为X→Y的线性算子,如果T将X中的任一有界集映成Y中的
列紧集,则T称为紧算子,连续的紧算子称作全连续算子。如果X、Y均为
赋范线性空间,则T是紧算子与T是全连续算子是等价的。
简介
全连续算子是一类重要的有界算子,它最接近于有限维空间上的线性算子。设X,Y是
赋范线性空间,T是X到Y的连续算子。如果T把定义域中任何有界集映射成Y中的列紧集,则称A是全连续算子,或紧算子。紧算子概念是希尔伯特(Hilbert,D.)于1906年引入的,1917年里斯(Riesz,F.)对紧算子进行了系统的研究,1930年绍德尔(Schauder,J.P.)进一步证明了紧算子的更多性质。
定义
设X、Y均为赋范线性空间,T为X→Y的线性算子,如果T将X中的任一有界集映成Y中的
列紧集,则T称为全连续算子,或紧算子。
注:1)距离空间上的全连续算子的定义为:设X、Y均为距离空间,T为X→Y的线性算子,如果T将X中的任一有界集映成Y中的列紧集,则T称为紧算子,连续的紧算子称作全连续算子。
显然,如果X、Y均为
赋范线性空间,T为X→Y的线性算子,那么T是紧算子与T是全连续算子是等价的。
2)设X、Y均为赋范线性空间,A为X→Y的紧算子的充要条件是对X中任何有界集,AM的闭包是Y中的
紧集;这又等价于对X中任何有界点列{xn},{Axn}有在Y中收敛的子列。
性质
设X、Y均为赋范线性空间,A为X→Y的紧算子,则A具有以下性质:
1)算子T为紧算子当且仅当T将X中的闭球B(θ,1)={x: ‖x‖≤1}映成Y中的列紧集;
2)紧算子必定是连续的;
3)设T1、T2为X→Y的紧算子,α、β∈C,则αT1+βT2为X→Y的紧算子;
4)设X、Y、Z为赋范线性空间,T1∈L(X,Y),T2∈L(Y,Z),如果T1,T2中至少有一个为紧算子,则T2T1为X→Z的紧算子。
5)设X为赋范线性空间,Y为
巴拿赫空间,而且,则T也是紧算子;
6)设T∈L(X,Y),T为紧算子,则T的值域是可分的;
7)设T∈L(X,Y),T为紧算子,则T*为Y*→X*的紧算子;
8)设T∈L(X,Y),如果T为紧算子,则T将X中的弱收敛点列映成Y中的强收敛点列;
9)设X为赋范线性空间,Y为巴拿赫空间,则X→Y的紧算子的全体按通常算子的线性运算按算子范数构成了L(X,Y)的闭子空间,因此它本身也是一个巴拿赫空间。
线性积分算子的全连续性
全连续性是线性积分算子特有的基本性质。设k(x,y)是G×G上的
平方可积函数,则以k(x,y)为核的线性积分算子是映L2(G)入L2(G)的全连续线性算子。类似地,若k(x,y)在G×G上连续,则以k(x,y)为核的线性积分算子是映C(G)入C(G)的全连续算子.线性积分算子所具有的全连续性,使得线性积分算子可以作为全连续线性算子的一种特例而加以研究。人们可以首先用泛函分析的方法研究全连续线性算子,然后作为应用的特例,导出线性积分算子的基本性质。