riesz定理(Riesz定理中為什么要先考慮mE<+∞)

1. riesz定理

匈牙利是奧數(shù)的發(fā)源地,所以數(shù)學家也很多的,Marcel Grossmann (1878-1936) : 廣義相對論中的黎曼幾何

Lipót Fejér (1880-1959) : 匈牙利學派開創(chuàng)者

Frigyes Riesz (1880-1956) : 哥哥,Riesz表示定理

Alfréd Haar (1885-1933) : Haar 測度

Marcel Riesz ( 1886-1969) : 弟弟,Riesz 擴張定理

George Pólya (1887-1985) : 怎樣解題

2. Riesz定理中為什么要先考慮mE

不唯一,另外,是歐氏空間

n維歐氏空間是在線性空間里定義了內積,內積這種東西非常好。有了它,可以誘導出范數(shù),所以n維歐氏空間還是賦范線性空間,加上它的完備性,就構成Banach空間;內積還可以誘導出度量,因此它也是完備的度量空間。

更重要的是,完備的內積空間叫Hilbert空間,這是一種最接近n維歐氏空間的無窮維空間,當然特殊一點n維歐氏空間本身就是內積空間,加上完備性就構成Hilbert空間。

Hilbert空間有好多好的性質,對于內積這種結構,有了它,就有了正交(在R2上可以理解為兩個平面向量垂直,即內積為零)和投影的概念,就可以在內積空間中建立起相應的幾何學。

另外,我們研究Hilbert空間上的連續(xù)線性泛函,有著名的里斯(F.Riesz)定理,研究Hilbert空間上的共軛算子、酉算子、自伴算子等等,它們都是n維歐氏空間上的矩陣的推廣。

準確的說應該是n維歐氏空間上線性變換的推廣,在n維歐氏空間上,線性算子實際上就是線性變換,再利用線性變換和n級方陣的同構關系,我們說矩陣也沒什么毛病。

3. Riesz定理的內容

這個定理建立了希爾伯特空間與它的對偶空間的一個重要聯(lián)系:如果底域是實數(shù),兩者是等距同構;如果域是復數(shù),兩者是等距反同構。在泛函分析中有多個有名的定理冠以里斯表示定理(Riesz representation theorem),它們是為了紀念匈牙利數(shù)學家弗里杰什·里斯。

4. Riesz定理證明

一些具體空間的共軛空間的表示 , 二次共軛 , 共軛算子 , 自反 空間 共軛空間的表示 由線性泛函的定義知道 上的線性泛函可以用一個 中一個向 量來表示, Riesz 定理說 Hilbert 空間 的一個泛函可由 中一個向量 作內積來表示。

一般的 Banach 空間沒有這種簡單的表示,但是一些 具體的空間可以找到比較簡單的表示

5. Riesz定理求對偶算子

所謂滿足對偶可行性,即指其檢驗數(shù)滿足最優(yōu)性條件。只要保持檢驗數(shù)滿足最優(yōu)性條件前提下,一旦基解成為可行解時,對偶問題和原問題均可行,由強對偶性證明,二者均有最優(yōu)解。

設原始問題的標準形式為max{cx|Ax=b,x≥0},則其對偶問題(Dual Problem)為 min{yb|yA≤c}。當原問題的一個基解滿足最優(yōu)性條件時,其檢驗數(shù)小于等于0,當σ=cj-zj=cj-CBB-1A≤0時,既有或,即知單純形算子y=CBB-1為對偶問題的可行解。換而言之,只要保證檢驗數(shù)σ≤0,則對偶問題一定存在可行基B。

在初始單純形表中,一般此可行基B都為單位矩陣I,這時候只要能夠保持檢驗數(shù)持續(xù)小于等于0迭代下去,通過變換到一個相鄰的目標函數(shù)值較小的基可行解(因為對偶問題是求目標函數(shù)極小化),并循環(huán)進行,一到XB=B-1b≥0時,原問題也為可行解。這時,對偶問題和原問題均為可行解,而且兩者的可行解就是最優(yōu)解,這就是對偶單純形法求解線性規(guī)劃的基本思路。

一旦最終基變量XB≥0,原問題也滿足最優(yōu)解條件的原因是:對偶問題的最終單純形表中的基變量XB=B-1b和原問題的最終單純形表中的檢驗數(shù)的相反數(shù)CBB-1取值相等,不難觀察到原問題的檢驗數(shù)σ=cj-zj-CBB-1=-B-1b≤0,其檢驗數(shù)滿足最優(yōu)性條件。(注:這里的B并不是同一個矩陣,它們是各自問題的初始可行基,但CB和b在本質上是同一個向量。)

雖然,本方法借鑒了對偶理論的思路,但是它是求解原問題而非對偶問題的一個方法。而且,一般用對偶單純形法解決的是原始問題是極小化問題,min{cx|Ax=b,x≥0},但是只要先標準化為max{cx|Ax=b,x≥0}即于上面一致。

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