Jak należy rozumieć przestrzeń liniowo topologiczną?

Analiza funkcjonalna, operatory liniowe. Analiza na rozmaitościach. Inne zagadnienia analizy wyższej
Awatar użytkownika
BSP
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 69
Rejestracja: 2 gru 2008, o 11:45
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: W pewnym otoczeniu nieskończoności (Wrocław)
Podziękował: 11 razy
Pomógł: 6 razy

Jak należy rozumieć przestrzeń liniowo topologiczną?

Post autor: BSP »

Jak intuicyjnie (i w praktyce) powinniśmy ją rozumieć? Bo u mnie niestety intuicja i zrozumienie okazały się zwodnicze.
Na przykład W. Rudin (Analiza Funkcjonalna, wydanie drugie) pisze:
Niech \(\displaystyle{ \tau}\) będzie topologią na przestrzeni liniowej \(\displaystyle{ X}\) taką, że
a) każdy punkt przestrzeni \(\displaystyle{ X}\) jest zbiorem domkniętym,
b) operacje przestrzeni liniowej w \(\displaystyle{ X}\) są ciągłe względem \(\displaystyle{ \tau}\).
Jeśli powyższe warunki są spełnione, to \(\displaystyle{ \tau}\) nazywamy topologią liniową na \(\displaystyle{ X}\), a o \(\displaystyle{ X}\) mówimy, że jest przestrzenią liniowo topologiczną.
1) Czyli jeśli chcemy mówić o przestrzeni liniowo topologicznej, to musimy wpierw mieć odpowiednią topologię.
2) Każda przestrzeń topologiczna ma bazę.
3??) Więc każda przestrzeń liniowo topologiczna, np. ośrodkowa przestrzeń Banacha, powinna mieć bazę topologiczną?

Jednak tak nie jest, np. na problem 153 z "Księgi Szkockiej" brzmiący: "Czy każda ośrodkowa przestrzeń Banacha ma bazę topologiczną", odpowiedź jest negatywna.

Gdzie jest błąd w moim rozumieniu i postrzeganiu przestrzeni liniowo topologicznych? Byłbym wdzięczny za pomoc i wskazówki w tym jak powinienem je rozumieć
Nieco mnie przed chwilą zszokował fakt, że przestrzeń Banacha nie musi mieć bazy topologicznej, co oznacza, że muszę w całkowicie błędny sposób rozumieć najbardziej podstawowe pojęcia...
Awatar użytkownika
Spektralny
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 3949
Rejestracja: 17 cze 2011, o 21:04
Płeć: Mężczyzna
wiek: 39
Lokalizacja: Praga, Katowice, Kraków
Podziękował: 9 razy
Pomógł: 931 razy

Jak należy rozumieć przestrzeń liniowo topologiczną?

Post autor: Spektralny »

Przestrzeń liniowo-topologiczna to przestrzeń liniowa z zadaną z góry topologią \(\displaystyle{ T_1}\) względem której działania dodawania i mnożenia przez skalary są ciągłe. To w zasadzie tyle. W szczególności, jak w każdej przestrzeni topologiczna możemy wyróżniać w takiej przestrzeni różnorakie bazy topologii (rodziny zbiorów otwartych, którymi możemy wysumowywać dowolne niepuste zbiory otwarte). W zasadzie ze względu na ciągłość funkcji translacji \(\displaystyle{ f_x(y)=x+y}\) wystarczy zajmować się bazami otoczeń zera.

Baza Schaudera ma się bo bazy topologicznej jak krzesło to krzesła elektrycznego; na jednym i drugim można siadać, ale jednak nie do końca jest to to samo:

Kod: Zaznacz cały

https://pl.wikipedia.org/wiki/Baza_Schaudera
,

Kod: Zaznacz cały

https://pl.wikipedia.org/wiki/Charakter_punktu
.
ODPOWIEDZ