设X是赋范空间 且X中每个绝对收敛的级数都在X中收敛。证明X是Banach空间。

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设X是赋范空间,且X中每个绝对收敛的级数都在X中收敛。证明X是Banach空间。

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答案解析

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  • 正确为了证明X是完备的,设{xn}是X中的柯西列。设n1是正整数使得对所有n≥n1有
    ‖xn-xn1‖<1
    取n2,n3,...使得nr>nr-1,且对所有n≥nr,r=2,3,…,有

    则对r=1,2,…有

    令
    zr=xnr+1-xnr, r=1,2,…,
    则

    所以∑zr是绝对收敛的。由似设它收敛到X中的某个x。因此当r→∞时
    xnr=xn1+z1+…+zr-1→xn1+x
    因为{xn}是柯西列,所以给定ε>0,可找到N使得对n≥N,nr≥N有

    取足够大的r,对所有n≥N有
    ‖xn-xn1-x‖≤‖xn-xnr‖+‖xnr-xn1-x‖<ε
    这就证明了xn→xn1+x。于是也就完成了证明。