设C∞[a b]表示在[a b]上无穷次可微的全部函数构成的集。对x y∈C∞[a b] 令 证明: (1)C∞[a b]按照ρ是距离

大学 函数,距离,表示 已帮助 人

设C∞[a,b]表示在[a,b]上无穷次可微的全部函数构成的集。对x,y∈C∞[a,b],令

  

  证明:

  (1)C∞[a,b]按照ρ是距离空间;

  (2)多项式全体按照ρ在C∞[a,b]中稠密。

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答案解析

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  • (1)只要证明ρ满足距离公理3个条件。正定性与对称性显然。下面证明ρ满足三角不等式。由于
    , 0<s≤t
    且

    得


    继而
    ρ(x,y)≤ρ(x,z)+ρ(z,x)
    (2)任取z∈C∞[a,b],ε>0,令k为满足的正整数,因为
    x(k)(t)∈C[a,b],由Weiestrass逼近定理,存在多项式函数P(t),使

    其中,令y(t)满足微分方程

    则y(t)是多项式函数,且有

    则



    即多项式全体按照ρ在C∞[a,b]中稠密。