设X和Y都是赋范空间 X是有限维空间 证明从X到Y的线性映射都是连续的。

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设X和Y都是赋范空间,X是有限维空间,证明从X到Y的线性映射都是连续的。

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答案解析

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  • 首先证明若f是赋范空间X上的线性泛函且它的零空间Z(f)在X中是闭的,则f是连续的。若f是不连续的,则对n=1,2,…,存在X中的xn使得对所有n有‖xn‖≤1且|f(xn)|>n。因此对任意n有f(xn)≠0。令
       
      则
       
      所以zn∈Z(f)且zn→x1。所以。但是因为f(x1)≠0,所以,故若f是不连续的,则Z(f)不是闭的。
       假设X是n维赋范空间,{v1,v2,…vn}是X的基。对i=1,2,…n,令定义如下:
       
       则每个fi都是X上的线性泛函。因为,所以Z(fi)是有限维的且是闭的。所以每个fi都连续。
       设F:X→Y是线性的。若
       
       则
       |ki|=|fi(x)|≤‖fi‖‖x‖,
         
       其中
       
       这就证明了F是连续的。